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EtherCAT应用于外太空:稳定性至关重要!

http://www.gkong.com 2016-02-18 10:42 来源:EtherCAT Technology Group

近期,EtherCAT被国际空间站(ISS)的几个项目所采纳,包括德国航空航天中心DLR和俄罗斯联邦航天局的合作项目“Kontur 2”,以及欧洲航天局(ESA)的“Haptics”项目。

首先,地球上具有几个自由度的机器人被ISS远程控制。在此任务中,宇航员Oleg Kononenko使用由德国航空航天中心机器人和机电一体化技术中心研发的“RJo”操纵杆。通过力的反馈,微重力使用者能够感知来自地面上机器人的接触力。操纵杆的传感器和电机使用EtherCAT进行联网。在DLR项目中,国际空间站使用的通信链路只有2 - 4 毫秒的往返时间,仅提供很少的带宽,并且只有在ISS飞过的几分钟内进行。

相反,ESA远程机器人和Haptics实验室负责人André Schiele博士和他的团队正在利用由NASA推动的地球同步卫星建立通信链路,其具有更多的带宽和几乎无限的接触时间,但由于850毫秒的往返时间,给控制算法带来了特殊挑战。ESA还为此项目研发了一个基于EtherCAT的操纵杆。在Haptics-1中,微重力中的力反馈生理数据被采集,Haptics-2中,来自外太空的通信链路被用于远程机器人。这类似于DLR的Kontur-2项目,只是在不同的控制工程边界条件下。在Haptics-2中,有史以来第一次实现了太空力反馈对地面轴的控制。

André Schiele博士在为何选择使用EtherCAT这一问题时表示:“对于我们的实时控制,需要一个绝对稳定的网络,使我们能够在任何时间准确了解到系统中每个组件的操作。EtherCAT的另一个优势是,主站无需任何特殊硬件,一个以太网端口就足够,其他都可以用软件实现。”

对于DLR机器人和机电一体化中心的串行通信技术协调员Georg Plank来说,技术的稳定性至关重要。“除了EtherCAT众所周知的特性,如吞吐量、确定性和普通的主站实施外,在空间环境中,可靠性是最为重要的。因此,对EtherCAT从站控制器ET1100进行了不同辐射源和辐射量的测试。测试结果表明,ET1100同样满足这些极端的要求。”

图示:

由德国航天局(DLR)机器人和机电一体化中心研发的基于EtherCAT并具有力反馈的太空操纵杆(RJo)。

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