Универсальная система моделирования КМР в реальном масштабе времени осуществляет автоматическое формирование уравнений КМР и решение этих уравнений численными методами. В МСРВ КМР считается состоящим из 4 агрегатов (динамика ИМ, кинематика ИМ, система приводов, алгоритмы управления), связанных между собой по входам/выходам.

ПО МСРВ включает:

• ПО модели динамики исполнительного механизма (ИМ),
• ПО кинематики ИМ, внешних объектов и навесного оборудования,
• ПО модели приводов шарниров,
• ПО алгоритмов управления,
• ПО поддержки интерфейса исходных данных,
• ПО поддержки интерфейса оперативных данных,
• промышленный робот РМ-01 со стандартным пультом внешнего интерфейса,
• ПО поддержки интерфейса внешних устройств (имитатор пульта IMMI, промышленный робот РМ-01).

Формирование уравнений в МСРВ происходит в два этапа. Вначале формируются уравнения агрегатов. Затем эти уравнения собираются в единую систему уравнений в нормальной форме Коши. Полученная система интегрируется численными методами.

Алгоритм формирования математической модели построен по рекуррентной схеме и имеет развитый пользовательский интерфейс для настройки модели на тип КМР и его параметры. Алгоритмы формирования уравнений и получения решений по этим уравнениям оптимизированы с целью сокращения временных затрат.

Положение в пространстве звеньев ИМ КМР определяется текущими значениями углов шарниров, а также величиной деформаций его упругих звеньев. Определение декартовых координат звеньев ИМ по значениям углов шарниров и величинам упругих деформаций носит название прямой позиционной кинематической задачи ("задача прямой кинематики").

Уравнения для расчета декартовых координат звеньев ИМ в общем виде выглядят следующим образом:

где X - 6-мерный вектор декартовых координат СК рассматриваемого объекта в (относительно) заданной СК. Угловые координаты объектов рассчитываются как элементы следующей последовательности Эйлера: тангаж, курс (рысканье), крен; q - вектор координат шарниров (углы шарниров), ? - вектор координат упругих деформаций звеньев.

В ФМС формирование уравнений кинематики ИМ и получение решений по этим уравнениям выполняется в системе МСРВ автоматически по известным (на выходе динамики) значениям углов шарниров, координат упругих деформаций, кинематическим и габаритным параметрам ИМ.

Наряду с расчетом "абсолютных" координат ИМ, в МСРВ выполняется расчет относительных декартовых координат объектов, размещенных на основании (например, обзорные ТВ-камеры) и навесного оборудования (например, ТВ-камеры ЕЕ КМР). Для ввода координат внешних объектов и навесного оборудования в МСРВ предусмотрен соответствующий интерфейс.

МСРВ - моделирующее ядро ФМС - обеспечивает автоматическое формирование и решение уравнений динамики многозвенных пространственных ИМ КМР. В качестве ИМ могут рассматриваться механизмы с открытой кинематической цепью, имеющие в своем составе неограниченное число звеньев, связанных вращательными парами Y класса (одно-степенные шарниры вращательного типа). Звенья ИМ могут быть упругими. МСРВ имеет пользовательский интерфейс для ввода кинематических и массогабаритных параметров ИМ.

МСРВ обеспечивает автоматическое формирование и решение уравнений прямой кинематики. Тип и параметры ИМ при решении уравнений прямой кинематики - те же, что и при решении задачи динамики.

МСРВ обеспечивает решение обратной кинематической задачи. Кинематическая схема для ОКЗ ограничена кинематической схемой КМР. На значение отдельных параметров никаких ограничений не накладывается.

МСРВ обеспечивает автоматическое формирование уравнений приводов шарниров и получение решений по этим уравнениям в темпе реального времени. МСРВ имеет пользовательский интерфейс для выбора элементов приводов (двигатели, редукторы, …) и настройки их параметров.

МСРВ обеспечивает формирование и решение уравнений, описывающих различные алгоритмы управления КМР.

МСРВ имеет пользовательский интерфейс для привязки сигналов модели и сигналов внешних устройств.

Основной режим работы МСРВ - моделирование в темпе реального времени, однако, предусмотрена возможность работы также в "нереальном" масштабе времени.