Моделирование динамики систем твёрдых и упругих тел: обзор пакетов моделирования

Моделирование динамики систем твёрдых и упругих тел: обзор пакетов моделирования

Автор: Хасенов И. М., Титов В. В., Сергеев А. В.

Журнал: Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu

Рубрика: Математическое моделирование. Численный эксперимент

Статья в выпуске: 8 т.17, 2024 года.

Бесплатный доступ

В статье представлен обзор существующих программных пакетов (сред) моделирования твердотельной и упругой динамики системы тел для сложных многокомпонентных механизмов робототехнических систем применительно к операциям сервисного обслуживания и орбитальной сборки космических аппаратов. Пакеты сравниваются по нескольким критериям и делается вывод о возможности применения их в рамках стенда полунатурного (hardware-in-loop) моделирования в земных условиях. Особое внимание уделяется возможности использования результатов построения конечно элементных моделей (КЭМ), а также возможность использования редуцированных моделей. Ключевым требованием к системам является возможность их использования в имитационном моделировании в реальном масштабе времени.

Еще

Суперэлемент, твердые тела, упругие элементы, динамика системы тел, hardware-in-loop (hil)-моделирование

Короткий адрес: https://sciup.org/146282967

IDR: 146282967

Список литературы Моделирование динамики систем твёрдых и упругих тел: обзор пакетов моделирования

  • Akin D., Minsky M., Thiel E., and Kurtzman C. Space applications of automation, robotics and machine intelligence systems (aramis) – phase II. NASA Contractor report 3734, 1983.
  • Coppa A. P. Robotic assembly of truss beams for large space structures. Journal of Spacecraft and Rockets, 1995, 32(4), 680–685. doi:10.2514/3.26669
  • Mangalgiri V. S. Analysis for robotic assembly of large flexible space structures. Thesis (S.M.), Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Mechanical Engineering, 2004.
  • Oda M., Kibe K., and Yamagata F. ETS-VII, space robot in-orbit experiment satellite. Proc. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation (ICRA), 1996, 739–744.
  • Coleshill E., Oshinowo L., Rembala R., Bina B., Rey D., and Sindelar S. Dextre: Improving maintenance operations on the International Space Station. Acta Astronautica, 2009, 64, 869–874
  • Friend R. Orbital Express program summary and mission overview. Proc. of SPIE, Sensors and Systems for Space Applications II, 2008
  • Artigas J., De Stefano M., Wolfgang R., Lampariello R., Brunner B., Bertleff W. et al. The OOS-SIM: An on-ground simulation facility for on-orbit servicing robotic operations. Proceedings – IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2015, 2854–2860. doi: 10.1109/ICRA.2015.7139588.
  • Eberle S., Faller R., Ohndorf, A. On-Orbit Servicing Mission Operations at GSOC. SpaceOps 2010 Conference, 2010, doi:10.2514/6.2010–1975
  • Benninghoff H., Rems F., Risse E.-A., Mietner C. European Proximity Operations Simulator 2.0 (EPOS) – A Robotic-Based Rendezvous and Docking Simulator. Journal of large-scaleresearch facilities, 3, A107, 2017. doi: 3. 10.17815/jlsrf‑3–155.
  • Flores-Abad A. Ma O. Pham K., Ulrich S. (2014). A review of space robotics technologies for on-orbit servicing. Progress in Aerospace Sciences, 2014, 68, 1–26. doi: 10.1016/j.paerosci.2014.03.002.
  • Oshinowo L. et al. On the Application of Robotics to On-Orbit Spacecraft Servicing-The Next Generation Canadarm Project. Proc. 11th Intl. Symposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automation in Space (iSAIRAS), 2012, 3–7
  • Ueta A., Oda M. A Ground-Based Operation System for EVA Support Robot Experiments. 2010, Retrieved – Access: http://robotics.estec.esa.int/i-SAIRAS/isairas2010/PAPERS/093–2737-p.pdf
  • Craig R., Bampton M. C. Coupling of Substructures for Dynamic Analysis. AIAA Journal, 1968, 6(7). 1313–1319. doi:10.2514/3.4741
  • Копылов В.М., Титов В. В. Методика синтеза и применения динамической модели робота, оснащенного упругими манипуляторами. Экстремальная робототехника. Труды 34-й Международной научно-технической конференции «экстремальная робототехника», 2023. 326–331/ doi: 10.31776/ConfER.34.2023 [Kopylov V. M., Titov V. V. Synthesis and application of dynamic model of robotic system with flexible manipulators. Proceedings of the 34th International Scientific and Technological Conference «Еxtreme robotics», 2023. 326–331. doi: 10.31776/ConfER.34.2023]
  • MBDyn. Mbdyn website. [Electronic resource] – Access: https://www.mbdyn.org
  • Blender. Blender website [Electronic resource] – Access: https://www.blender.org
  • RTAI. RTAI website [Electronic resource] – Access: https://www.rtai.org
  • EXUDYN. Exudyn source code repository [Electronic resource] – Access: https://github.com/jgerstmayr/EXUDYN
  • PROJECT CHRONO. An open source multi-physics simulation engine [Electronic resource] – Access: https://projectchrono.org
  • Drake. Model-Based Design and Verification for Robotics engine [Electronic resource] – Access: https://drake.mit.edu/
  • MuJoCo. Advanced physics simulation engine [Electronic resource] – Access: https://mujoco.org
  • Robotran. Robotran website [Electronic resource] – Access: https://www.robotran.be
  • RECURDYN. Recurdyn website [Electronic resource] – Access: https://functionbay.com/en
  • Adams. The multibody dynamics simulation solution [Electronic resource] – Access: https://hexagon.com/products/product-groups/computer-aided-engineering-software/adams
  • FreeDyn. Freedyn website. [Electronic resource] – Access: http://www.freedyn.at
  • Adams Real Time. Perform software-in-loop (SIL), hardware-in-loop (HIL) and advanced driver assistance systems (ADAS) co-simulations with Adams for reduced prototyping [Electronic resource] – Access: https://hexagon.com/products/adams-real-time
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp