<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">novtexmech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Мехатроника, автоматизация, управление</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1684-6427</issn><issn pub-type="epub">2619-1253</issn><publisher><publisher-name>Commercial Publisher «New Technologies»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17587/mau.16.159-166</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">novtexmech-139</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>ROBOTIC SYSTEMS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>К задаче управления маломерным свободнолетающим космическим роботом</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>On a Small Free-Flying Space Robot Control Task</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Рутковский</surname><given-names>В. Ю.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Rutkovsky</surname><given-names>V. Yu.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">rutkov@ipu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Суханов</surname><given-names>В. М.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Sukhanov</surname><given-names>V. M.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">suhv@ipu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Глумов</surname><given-names>В. М.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Glumov</surname><given-names>V. M.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">vglum@ipu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова PAH, Москва</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Institute of Control Sciences of Russian Academy of Sciences, 117997, Moscow, Russian Federation</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2015</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>08</month><year>2018</year></pub-date><volume>16</volume><issue>3</issue><fpage>159</fpage><lpage>166</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Commercial Publisher «New Technologies», 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><license xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice" xlink:type="simple"><license-p>https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/article/view/139">https://mech.novtex.ru/jour/article/view/139</self-uri><abstract><p>Рассматривается возможность использования принципа обратной связи в решении задачи управления свободнолетающим космическим роботом в режиме манипуляционного функционирования. В рамках данного подхода вводится математическая модель космического манипуляционного робота (КМР), содержащая в явном виде координаты отклонения схвата от цели в инерциальном пространстве. Предлагается алгоритм вычисления оценок указанных координат при наличии информации о направлении на цель и расстоянии до нее, получаемой с помощью размещенной на корпусе КМР видеокамеры со встроенным дальномером. Решается задача формирования алгоритма управления манипуляционным захватом цели в инерциальном пространстве. Приводится пример компьютерного моделирования динамики космического робота, подтверждающий работоспособность предложенного алгоритма.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The authors discuss a possibility of application of the feedback principle for the task of control of a free-flying space handling robot (SHR) in the mode of handling operation. They propose a robot consisting of the main body (case), which has the control system by rotation and translational movement, and the three-links manipulator with rotation degree of freedom for each link. The SHR is expected to have a system of technical vision for obtaining information about the location of the target and the distance to it. The mathematical model of the space handling robot is introduced. For simplicity reasons the plane motion of the SHR is considered. The model has the coordinates of a grip deflection from a target in the inertial space in an explicit form. An algorithm is proposed for estimation of the coordinates with account of the information about the direction of the target and the distance to it. This information is obtained with the use of the range finder built in the video camera which is placed on the SHR case. The task of the control algorithm formation by the target capture in the inertial space is solved. The control task is determined as the solution of the three subtasks: 1) continuous target tracking, 2) accessibility of the target and 3) guarantee of soft-docking. The first subtask is an auxiliary one. But its solution is necessary for realization of measurements of the distance between the grip and the target. As a way to solve the second subtask the authors suggest a modification of the well-known random search with a return algorithm. Its efficiency is guaranteed by taking into account only the successful random steps of control which decrease the distance to the target. For soft docking (subtask 3) the area of the suggested algorithm must be restricted by the time moment when the SHR enters the small area which includes point A (target). An example of the free-flying space robot dynamics computer simulation is presented, which proves the efficiency of the proposed algorithm.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>свободнолетающий космический манипуляционный робот</kwd><kwd>уравнения движения</kwd><kwd>алгоритм управления</kwd><kwd>манипуляционный захват цели</kwd><kwd>инерциальное пространство</kwd><kwd>free-flying space handling robot</kwd><kwd>equation of motion control algorithm</kwd><kwd>manipulation takeover target</kwd><kwd>inertial space</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Dubowsky S., Papadopoulos E. The Kinematics, Dynamics, and Control of Free-Flying and Free-Floating Space Robotic Systems // IEEE Transact. Robot. Automat. 1993. V. 9. № 5. Р. 531-543.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dubowsky S., Papadopoulos E. The Kinematics, Dynamics, and Control of Free-Flying and Free-Floating Space Robotic Systems // IEEE Transact. Robot. Automat. 1993. V. 9. № 5. Р. 531-543.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Moosavian S. Ali A., Papadopoulos E. Free-flying Robots in Space: an Overview of Dynamics Modeling, Planning and Control // J. Robotica. 2007. N. 25 (5). Р. 537-547.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Moosavian S. Ali A., Papadopoulos E. Free-flying Robots in Space: an Overview of Dynamics Modeling, Planning and Control // J. Robotica. 2007. N. 25 (5). Р. 537-547.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Xu W. F., Liu Yu., Liang B. et al. Autonomous Path Planning and Experiment Study of Free-floating Space Robot for Target Capturing // J. Intell. Robot. Syst. 2008. N. 51. Р. 303-331.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Xu W. F., Liu Yu., Liang B. et al. Autonomous Path Planning and Experiment Study of Free-floating Space Robot for Target Capturing // J. Intell. Robot. Syst. 2008. N. 51. Р. 303-331.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Umetani Y., Yoshida K. Resolved motion rate control of space manipulators with generalized Jacobian matrix // IEEE Trans. Robot. Automat. 1989. N. 5 (3). Р. 303-314.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Umetani Y., Yoshida K. Resolved motion rate control of space manipulators with generalized Jacobian matrix // IEEE Trans. Robot. Automat. 1989. N. 5 (3). Р. 303-314.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рутковский В. Ю., Суханов В. М., Глумов В. М. Некоторые вопросы управления свободнолетающим космическим манипуляционным роботом // Автоматика и Телемеханика. 2013. № 11. С. 62-83.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Рутковский В. Ю., Суханов В. М., Глумов В. М. Некоторые вопросы управления свободнолетающим космическим манипуляционным роботом // Автоматика и Телемеханика. 2013. № 11. С. 62-83.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рутковский В. Ю., Суханов В. М., Глумов В. М. Уравнения движения и управление свободнолетающим космическим манипуляционным роботом в режиме реконфигурации // Автоматика и Телемеханика. 2010. № 1. С. 80-98.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Рутковский В. Ю., Суханов В. М., Глумов В. М. Уравнения движения и управление свободнолетающим космическим манипуляционным роботом в режиме реконфигурации // Автоматика и Телемеханика. 2010. № 1. С. 80-98.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Силаев А. В., Суханов В. М. Математическая модель свободнолетающего космического робота в режиме манипуляционного функционирования во внешнем пространстве // Матер. конф. "Управление в технических, эргатических, организационных и сетевых системах" (УТЭОСС-2012). СПб.: ОАО "Концерн ЦНИИ "Электроприбор", 2012. С. 806-809.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Силаев А. В., Суханов В. М. Математическая модель свободнолетающего космического робота в режиме манипуляционного функционирования во внешнем пространстве // Матер. конф. "Управление в технических, эргатических, организационных и сетевых системах" (УТЭОСС-2012). СПб.: ОАО "Концерн ЦНИИ "Электроприбор", 2012. С. 806-809.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Суханов В. М., Рутковский В. Ю., Глумов В. М. Определение рабочей зоны и требуемого начального положения свободнолетающего космического робота при захвате цели // Автоматика и Телемеханика. 2014. № 11. С. 150-159.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Суханов В. М., Рутковский В. Ю., Глумов В. М. Определение рабочей зоны и требуемого начального положения свободнолетающего космического робота при захвате цели // Автоматика и Телемеханика. 2014. № 11. С. 150-159.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А. А. Красовского. М.: Наука, 1987. 712 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А. А. Красовского. М.: Наука, 1987. 712 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
