Manipulator

CBK i IHP pracują nad systemem kontroli robota satelitarnego. IHP zaprojektuje i zrealizuje procesor RISC V, a CBK PAN rozwinie oprogramowanie do sterownika robota na procesor i połączony z nim układ FPGA.

Roboty kosmiczne i manipulatory wymagają autonomicznego sterowania z trzech powodów: (i) operacje w kosmosie mogą być bardzo szybkie, dlatego czas reakcji powinien być minimalny, (ii) transmisja sygnałów e-m między robotem kosmicznym a Ziemią wprowadza opóźnienie, które nie pozwala szybko reagować na zmiany sytuacji, (iii) w niektórych konfiguracjach występują przerwy w transmisji między centrum kontroli na Ziemi a robotem kosmicznym.

Z tych powodów kontroler robota kosmicznego powinien być wyposażony we własny „mózg”, czyli jednostkę sterującą, która:
• Będzie zbierać sygnały z czujników robota, zwłaszcza z jego efektora końcowego
• Otrzyma szereg scenariuszy określających obecne i przyszłe działania
• Zrealizuje jeden z tych scenariuszy na raz, uruchamiając solidny algorytm sterowania, który będzie wysyłał sygnały do siłowników robotów w czasie rzeczywistym.

Laboratorium Dynamiki Manipulatorów Satelitarnych CBK PAN w Zielonej Górze posiada bardzo dobry, wytrzymały i optymalny algorytm sterowania. Został już przetestowany dla pojazdu planarnego o 3 stopniach swobody (3dof – degrees of freedom) wyposażonego w manipulator 3dof, który miał podążać za poruszającym się obiektem w płaskiej „przestrzeni”. Taka konfiguracja została praktycznie zweryfikowana na stanowisku badawczym. Symulacje dowiodły, że algorytm sterujący jest w stanie wykonać swoje zadanie dla dowolnych warunków początkowych, jednak czas obliczeń znacznie przekracza wymagany reżim czasu rzeczywistego. Potrzebne są zatem poważne zmiany w realizacji algorytmu, w tym zrównoleglenie i przyspieszenie sprzętowe.

IHP specjalizuje się w opracowywaniu (pod względem sprzętowym i programowym) dedykowanych rozwiązań dotyczących mikroprocesorów i jednostek obliczeniowych. Jednym z aktualnych zadań instytutu jest opracowanie procesora typu RISC V, który będzie łączył moc obliczeniową procesora z możliwością rekonfiguracji otaczającej go struktury FPGA. Ten typ SoC (SystemOnChip) zostanie przyjęty jako jedna z możliwych platform sprzętowych dla algorytmu sterowania CBK.

Projekt Space Region w obszarze kontrolera obejmuje zadania związane z implementacją algorytmu sterowania wytworzonego przez LDMS CBK na procesorze RISC V (CPU) i użycia szeregu równoległych akceleratorów sprzętowych skonfigurowanych w FPGA tak, aby sprawnie wykonywać jak najwięcej czasochłonnych operacji algorytmu.



Odzwiedź nas na:

Śledź naszą aktywność



Kontakt
info@spaceregion.eu
tel. 68 41 41 055