Alliance Spacesystems использует технологии NI при создании космических роботов-манипуляторов

Мы начали со стандартизации тестирования и аттестации на базе технологий NI в области измерений и испытаний, а затем распространили применение инструментальных средств NI на стадии прототипирования и разработки. Мы можем использовать множество инструментальных средств NI во встраиваемых системах, для создания которых ранее требовалось комбинирование разнородных аппаратных систем.

Программное обеспечение мы проектируем с использованием модулей LabVIEW Real-Time и LabVIEW FPGA, а также библиотек функций управления движением, реализации алгоритмов управления, а также организации взаимодействия контроллеров в сети CAN. NI Real-Time Execution Trace Toolkit также служит очень полезным инструментом при оптимизации производительности будущих разработок.

На базе платформ NI CompactRIO, встраиваемых контроллеров PXI и NI Single-Board RIO мы стандартизировали большинство нашего оборудования. Все это позволило обеспечить необходимую нам гибкость, в частности, в области управления движением, в которой многие из наших проектов должны удовлетворять широкому спектру требований, таким, как совместное функционирование большого количества распределенных актюаторов, возможность реализации специальных алгоритмов управления для приложений, обладающих производительностью более высокой, чем традиционные PID контроллеры. Интегрированные программное обеспечение и аппаратные средства NI помогают нам максимально эффективно соответствовать подобным проблемам.

Роботы-манипуляторы для миссий NASA на Марс

Технологии NI предлагают три основных преимущества - полную интеграцию программных и аппаратных средств, гибкость, высокую производительность и при этом интуитивную простоту применения.

Поскольку мы получаем программное обеспечение и оборудование от одного изготовителя, у нас есть уверенность, что интерфейсы тщательно протестированы и мы будем иметь надежную, долговременную поддержку. Это способствует ускорению проектирования и снижению стоимость работ.

Приблизительно за три месяца мы спроектировали и изготовили демонстрацию робота для ремонта космического телескопа Хаббла НАСА. Этот проект - специализированная роботизированная XYZ платформа с возможностью смены инструмента и системой технического зрения. При использовании традиционных решений на создание комплекса аналогичного назначения мог потребоваться, по крайней мере, один год. С помощью LabVIEW, CompactRIO и других инструментальные средства NI, мы изготовили прототип примерно за 90 дней. Решения NI позволяют экономить время и дают значительную экономию финансовых средств.

Создание стенда для испытаний роботов аэрокосмического назначения мы также решили с использованием аппаратного и программного обеспечения NI. Для этого приложения потребовались ОС реального времени, предельная надежность и стабильность управления. Нам нужно было разработать систему, которая выполняет ряд задач: анализ состояния робота-манипулятора, визуализацию движения манипулятора, решение задач обратной кинематики и динамики (все это при большом объеме телеметрической информации), удобный пользовательский интерфейс.

В этой системе мы использовали CompactRIO с алгоритмами управления низкого уровня, которые выполняются в FPGA, и алгоритмами более высокого уровня, такими, как алгоритмы инверсной кинематики, выполняющимися на встроенном процессоре в режиме реального времени. Чтобы создать нечто, способное решать упомянутые задачи на борту, при использовании традиционных аппаратных и программных систем потребовались бы годы. А тесная интеграция аппаратных средств и программного обеспечения NI помогли реализовать первый вариант системы быстрее.