Disturbance impulse effects on large umbrella space reflector dynamics

Large umbrella space antennas are essential for communication, monitoring and observation of Earth and space objects. Despite investigations devoted to space antenna dynamics, the disturbance impulse shape effect on the root mean square error of spacecraft antenna reflecting surface has not been studied. This paper overcomes this gap describing disturbance impulse impact on root mean square error of spacecraftantenna reflecting surface relative to paraboloid via nonlinear finite element method. Based on numerical results root mean square dependency on disturbance time for rectangular and sine impulses was calculated. This approach could be applied in studying antenna reflecting surface response on disturbance impulse for different types of perspective large space antennas

Underground pipeline laying using the pipe-in-pipe system

The problems of resource saving and environmental safety during the installation and operation of the underwater crossings are always relevant. The paper describes the existing methods of trenchless pipeline technology, the structure of multi-channel pipelines, the types of supporting and guiding systems. The rational design is suggested for the pipe-in-pipe system. The finite element model is presented for the most dangerous sections of the inner pipes, the optimum distance is detected between the roller supports

Algorithm of iterative transformation for effective modules of multicomponent isotropic composite

We consider the effective modules of Voigt, Reiss for isotropic elastic composites. We have reformed the method for constructing iterative transformation of the upper and lower estimates of fork (Voigt-Reuss) towards two-component composite in case of an arbitrary number of components. The method is based on the fact that effective modules of Voigt and Reuss can be regarded as elementary symmetric functions introduced by Gauss. The conditions, which the iteratively – transformed efficient modules must fulfill at every iteration, are shown

Прогнозная оценка траектории руки оператора для решения обратной задачи динамики при копирующем управлении

Одной из важнейших задач современной робототехники является разработка роботов для выполнения рутинных, вредных и опасных видов работ без непосредственного участия человека. Несмотря на активное развитие технологий искусственного интеллекта, на данный момент робототехнические системы не способны заменить человека при решении сложных задач в динамической среде. Наиболее перспективными для применения в ближайшее время являются роботы, реализующие копирующий тип управления, или так называемое виртуальное присутствие оператора. Принцип копирующего управления построен на захвате движения удаленно находящегося оператора и формировании управляющих сигналов для приводов робота. Для управления приводами могут использоваться следящие системы или системы на основе планирования движения. Следящие системы более просты, однако системы на основе планирования движения позволяют добиться большей плавности движения и меньшего износа деталей объекта управления. Для реализации управления на основе планирования движения вводится искусственная задержка между движениями оператора и объекта управления для накопления необходимых данных. Цель исследования — устранение задержки, возникающей при управлении приводами антропоморфного манипулятора на основе решения обратной задачи динамики при копирующем типе управления в масштабе реального времени. Предлагается использовать для планирования движения не измеренные, а прогнозные значения обобщенных координат руки оператора. На основе измеренных значений обобщенных координат руки оператора формируются временные ряды и выполняется их прогнозирование. Прогнозные значения обобщенных координат используются при планировании траектории движения антропоморфного манипулятора и решении обратной задачи динамики. Прогнозирование осуществляется методом линейной регрессии, имеющим относительно малую вычислительную сложность, что является важным критерием для работы системы в масштабе реального времени. Разработанный математический аппарат позволяет на основе параметров прогнозирования и максимальных допустимых ускорений движения приводов манипулятора найти теоретическую оценку пределов значений ошибки прогнозирования траектории движения руки оператора при использовании предлагаемого подхода для конкретных задач. Проведенная программная симуляция в среде Matlab подтвердила адекватность полученной теоретической оценки максимального значения ошибки прогнозирования, а также перспективность предлагаемого подхода для проверки на практике

Modeling large pneumatic reflectors based on innovative materials

Large pneumatic structures of deploying space reflector are highly efficient and significantly advantageous due to the following reasons: significant coverage at low material usage and deployment simplicity. At the same time experimental modeling of such structures is time-consuming and costly. So, numerical analysis of such structures is very important in preliminary design. This paper presents the mathematical problem statement of stress-strain state of pneumatic structures, as well as the modal analysis results for two pneumatic reflectors of 50 and 100 meters in size applying such materials as Kevlar and thin polyamide films. The above described problems were solved by well-known nonlinear finite element method