В этом примере показано, как использовать Toolbox™ сети транспортных средств для реализации сети Controller Area (CAN) в удаленном манипуляторе с помощью Simulink ®. Используемые сообщения CAN определены в файле базы данных CAN, canDatabaseFor6DofRoboticArm.dbc.
Vehicle Network Toolbox предоставляет блоки Simulink для передачи и приема живых сообщений через модели Simulink по сетям области контроллера (CAN). Этот пример использует блоки CAN Configuration, CAN Pack, CAN Transmit, CAN Receive и CAN Unpack для выполнения передачи данных по шине CAN.
Виртуальные Каналы CAN MathWorks используются в этом примере. Также можно подключить модели к другому поддерживаемому оборудованию.
Модель состоит из следующих подсистем: Рычажная система манипулятора, Обратная кинематика и контроллер, Интерфейс передачи Joint CAN, Интерфейс приема Joint CAN, Интерфейс передачи обратной кинематики и контроллера CAN и Интерфейс приема обратной кинематики и контроллера CAN. Каждое соединение и обратная кинематика и подсистема контроллера образуют узел в шине CAN.
Пользователь вводит координаты положения (X, Y и Z в метрах) и ориентацию (крен, тангаж и рыскание углов в степени, в последовательности тела-3 2-3-1) конечного эффектора. Подсистема обратной кинематики и контроллера получает обратную связь от датчиков угла поворота шарнира, которые передаются через шину CAN, и отправляет соответствующие команды каждому соединительному двигателю через шину CAN, чтобы привести положение и ориентацию конечного эффектора к входным значениям пользователя.
Дистанционное плечо манипулятора принято прикрепленным к космическому аппарату на орбите. В результате гравитацией пренебрегают.
Эта подсистема состоит из модели тела удаленного манипулятора, смоделированной с помощью 2G Simscape Multibody. Рука имеет шесть соединений. Каждое соединение приводится в действие двигателем постоянного тока с коробкой передач и моделируется с помощью Simscape Foundational Library. Каждое соединение также имеет датчик угла поворота шарнира. Данные о датчике отправляются в шину CAN. Каждый двигатель питается от управляемого источника напряжения. Источники напряжения получают сообщения от шины CAN и прикладывают постоянное напряжение через свои клеммы, соответствующие информации в сообщениях.
Подсистема обратной кинематики и контроллера далее реализует обратную кинематику и алгоритм управления. Обратная кинематика вычисляет желаемые углы поворота шарнира из желаемого положения (X, Y и Z) и ориентации (угол крена, тангажа и углы рыскания), которые вводятся пользователем. Дискретные ПИД-регуляторы используют значения угла поворота шарнира датчика, которые считываются из шины CAN, чтобы определить напряжение постоянного тока, которое должно быть приложено к каждому двигателю, чтобы привести углы поворота шарнира к желаемым значениям. Значения постоянного напряжения передаются как сообщения в шине CAN.
Эта подсистема состоит из блоков VNT, которые необходимы для передачи значений угла поворота шарнира от соответствующих датчиков в шину CAN.
Эта подсистема состоит из блоков VNT, которые необходимы для приема и распаковки сообщений от шины CAN, которые содержат информацию о напряжениях постоянного тока, которые необходимо приложить к управляемым источникам напряжения, соответствующим каждому двигателю.
Эта подсистема состоит из блоков VNT, которые необходимы для передачи сигналов двигателя (напряжения постоянного тока, которые должны быть приложены к управляемым источникам напряжения), вычисленных подсистемой обратной кинематики и контроллера в шину CAN.
Эта подсистема состоит из блоков VNT, которые необходимы для приема сообщений от шины CAN, которые содержат информацию об углах поворота шарнира, которые посылаются датчиками угла поворота шарнира.
