Введение
1 Аналитический обзор систем перемещений объектов на гибком подвесе 13
1.1 Обзор различных тренажерных комплексов для подготовки космонавтов к работе в условиях невесомости 13
1.1.1 Самолет-лаборатория 13
1.1.2 Гидролаборатория 15
1.1.3 Тренажерные комплексы с системами перемещения объектов на гибком подвесе 16
1.2 Особенности использования систем перемещения объектов на гибком подвесе в промышленности и медицине 21
1.2.1 Грузоподъемные краны 21
1.2.2 Промышленные манипуляторы 23
1.2.3 Медицинские тренажеры для реабилитации пациентов
1.3 Особенности функционирования и способы построения систем перемещений объектов с управлением от внешних силовых воздействий 29
1.4 Существующие проблемы при реализации систем горизонтального перемещения объектов в рабочем пространстве тренажерных комплексов 34
1.5 Постановка задачи исследования 35
2 Обоснование рациональной конструкции и выбор электроприводов тренажерных комплексов для подготовки космонавтов к действиям в условиях невсомости и пониженной гравитации 37
2.1 Постановка задачи 37
2.2 Методика совместного выбора рациональных параметров электроприводов и механизмов системы перемещения объектов 39
2.2.1 Особенности определения рациональных параметров электропривода вертикальных перемещений 40
2.1.1 Особенности определения рациональных параметров электропривода тележки 44
2.1.2 Особенности определения рациональных параметров электропривода моста 2.2 Выбор рациональной кинематической схемы системы вертикальных перемещений 52
2.3 Выбор рациональной кинематической схемы системы горизонтальных перемещений тележки 58
2.4 Выбор рациональной кинематической схемы системы горизонтальных перемещений моста 61
Выводы 65
3 Построение математической модели электромеханической системы перемещения объектов с упругими механическими передачами 66
3.1 Постановка задачи 66
3.2 Математическое описание электромеханических систем перемещения объектов с упругими механическими передачами
3.2.1 Обзор подходов и выбор способа получения математического описания электромеханических систем 67
3.2.2 Особенности структурного описания систем 69
3.3 Разработка математической модели механической части системы перемещения объектов с упругими механическими передачами 71
3.3.1 Принятые допущения 71
3.3.2 Математическое описание механической части системы перемещения объектов с упругими механическими передачами 72
3.3.3 Линеаризация математического описания механической части системы перемещения объектов с упругими механическими передачами 3.4 Разработка обобщенной математической модели системы перемещения объектов с упругими механическими передачами 91
3.5 Создание и исследование системы перемещения объектов с упругими механическими передачами физической модели перспективного тренажерного комплекса 3.5.1 Описание системы перемещения объектов физической модели 98
3.5.2 Выбор элементов и устройств двухкоординатной системы перемещения объектов физической модели 101
3.5.3 Определение сил и характеристик трения в механических передачах двухкоординатной физической модели 104
3.5.4 Определение упруго-диссипативных свойств механических передач двухкоординатной физической модели 109
3.6 Математическая модель системы перемещения объектов перспективного
тренажерного комплекса для подготовки космонавтов 116
3.6.1 Описание системы перемещения объектов с упругими механическими передачами перспективного тренажерного комплекса 116
3.6.2 Особенности упругого взаимодействия в механических передачах системы горизонтальных перемещений 119
3.6.3 Обобщенная структурная схема математической модели системы перемещения объектов перспективного тренажерного комплекса 126
Выводы 130
4 Синтез управления электромеханической системой перемещения объектов с упругими передачами 131
4.1 Постановка задачи синтеза системы управления перемещениями объектов на гибком подвесе 131
4.2 Обзор подходов и выбор метода синтеза исследуемой системы 133
4.3 Синтез структуры и параметров системы управления горизонтальными перемещениями объекта обезвешивания в рабочем пространстве перспективного тренажерного комплекса 136
4.3.1 Обоснование рациональной структуры системы управления перемещениями объектов на гибком подвесе 136
4.3.2 Методика синтеза корректирующих устройств по усилию в ременной передаче электроприводов горизонтального перемещения тележки и моста 140
4.3.3 Методика синтеза корректирующих устройств по углу отклонения канатного подвеса от вертикали при горизонтальном перемещении объекта обезвешивания 145
4.4 Математическое моделирование процессов управления в системе горизонтальных перемещений тележки и моста 153
4.4.1 Результаты синтеза регуляторов тока электродвигателей тележки и моста 153
4.4.2 Результаты синтеза корректирующих устройств по усилию в ременной передаче электроприводов тележки и моста 154
4.4.3 Результаты синтеза корректирующего устройства по углу отклонения канатного подвеса от вертикали 158
4.5 Ошибка воспроизведения ускорения при горизонтальных перемещениях космонавта в рабочем пространстве перспективного тренажерного комплекса 162
Выводы 163
5 Реализация и исследование электромеханической системы перемещения объектов на гибком подвесе 165
5.1 Конструктивное исполнение системы перемещения объектов перспективного тренажерного комплекса для подготовки космонавтов 165
5.2 Рекомендации и выбор элементов системы перемещения объектов перспективного тренажерного комплекса для подготовки космонавтов 169
5.3 Построение и реализация системы управления горизонтальными перемещениями космонавтов в рабочем пространстве перспективного тренажерного 176
5.4 Экспериментальное исследование динамических процессов в системе перемещения объектов на гибком подвесе 181
Выводы 185
Заключение 187
Список сокращений и условных обозначений 189
Список литературы 190
