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Opal-RT et l'Agence Spatiale Canadienne

Le «  RT-LAB™ Engineering Simulator »
permet la simulation de modèles haute-fidélité et dynamiques de systèmes complexes en distribuant la charge de calcul sur plusieurs PC cibles (compatibles Intel) et exécutant le système d'exploitation temps réel (RTOS) QNX. Le laboratoire "High Bay" de l'Agence spatiale canadienne (ASC) est équipé de trois grappes de calcul RT-LAB:
  • La grappe STVF possède six cibles RT-LAB. La simulation s'exécute en parallèle sur cinq de ces cibles à une fréquence d'échantillonnage de 1 kHz. L'autre sert au développement, donc à la préparation du modèle distribué.
  • La grappe CART possède cinq cibles RT-LAB. Deux simulations sont exécutées sur deux PC, une pour chaque bras robotisé. Lorsque les deux bras manipulent des objets en collaboration, les deux simulations s'exécutent sans qu'ils interfèrent l'un avec l'autre.
  • La grappe de recherche est une réserve de cibles RT-LAB dont plusieurs nœuds sont équipés de cartes E/S nécessaires pour s'interfacer avec les différents robots ou manipulateurs. Un nœud n'est pas nécessairement dédié à un manipulateur en particulier, il peut être réutilisé pour d'autres simulations.
Le « Task Verification Facility » du Dextre (manipulateur agile spécialisé)

Ce banc d'essais consiste en un manipulateur hydraulique rigide à six degrés de liberté (DOF) qui simule le comportement du Dextre, un manipulateur électrique flexible à sept degrés de liberté qui fonctionne en apesanteur. Les tests effectués sur ce banc d'essais servent à valider certaines manipulations qui auront lieu dans l'espace et qui impliquent des contacts entre le Dextre et la station spatiale internationale, par exemple, l'extraction et l'insertion de pièces de remplacement.

Une grappe de 6 simulateurs RT-LAB est consacrée à la commande du manipulateur hydraulique et fait l'acquisition des forces et moments pendant les manipulations où il y a contacts. Synchronisé avec cette simulation, le « Mobile Servicing System Operations and Training Simulator » (MOTS) retourne les forces de contacts au manipulateur hydraulique, ce qui fait réagir le simulateur du Dextre. Les simulateurs RT-LAB commandent aussi le mouvement des caméras et de l'éclairage servant de support visuel à l'opérateur.

Le banc d'essai pour l'automatisation et la robotique de l'ASC (CART)

Ce banc d'essais est constitué de deux manipulateurs électriques à 7 degrés de liberté (DOF), montés en un système à double bras robotisé. Il aide les ingénieurs en recherche et développement dans différents domaines tels que les manipulateurs redondants, la planification de tâches et de trajectoire, l'évitement d'obstacles, la stratégie de commande, les manipulations en collaboration, la trajectographie visuelle et la récupération de satellites.

Le banc d'essais à deux masses Ce robot a été utilisé comme modèle d'étude de faisabilité pour acquérir de l'expertise et pour valider des techniques de commande dans le but d'opérer le futur manipulateur STVF. Un simple système à double masse-ressort a été monté avec des instruments et des capteurs de précision pour faciliter l'identification du système et pour lui appliquer différentes stratégies de commande.



Robots à 1 et à 3 degrés de liberté

Ces robots électriques versatiles sont équipés de capteurs de force et de moments qui permettent les opérations de commande d'asservissement de force.

Banc d'essais mécatronique

Ce banc d'essais commande deux moteurs connectés ensembles par un capteur de couple. Cette configuration permet l'optimisation de la stratégie de commande d'asservissement du premier moteur pendant que le second moteur simule la charge appliquée au premier. Ce système se comporte comme si le premier moteur était l’un des joints d'un bras manipulateur.

Le bras « Shilling TITAN II »,

Ce robot industriel hydraulique de Shilling a été privé de son régulateur d'origine; il est maintenant commandé par un simulateur RT-LAB ce qui permet d'appliquer différentes stratégies de commande au système.

Système de commande d'orientation d'un micro-satellite (Micro-Satellite Attitude Control System)
RT-LAB est présentement utilisé pour les tests avec matériel dans la boucle (HIL) d'un système de commande d'orientation d'un micro-satellite. Le système de commande a été entièrement modélisé dans MATLAB/Simulink et est constitué de trois modules:
  • l'environnement du satellite (champ magnétique, orbite, traînée, position du soleil);
  • les capteurs et actionneurs du système de commande et
  • l'ordinateur de vol.
Pendant les tests HIL, RT-LAB simule l'environnement du satellite ainsi que les E/S des capteurs et actionneurs.