Akademik tədqiqatlar, aydın dil

Verianla | Akademik Araştırmalardan Türkçe Ekonomi ve Bilim İçerikleri

27 sentyabr 2026, bazar
VERİANLAMüstəqil elmi yayımçılıq
Menyunu açın və ya bağlayın
...
Home / Tətbiqi Elmlər / Mühəndislik / Ağır xidmət tipli təkərli platformalar üçün tam elektrikli sükan sistemi və idarəetmə strategiyaları üzrə çalışma
Mühəndislik

Ağır xidmət tipli təkərli platformalar üçün tam elektrikli sükan sistemi və idarəetmə strategiyaları üzrə çalışma

Bu çalışma ağır xidmət tipli pilotsuz təkərli platformada təxminən 150 kq çəkili mərkəzi hidravlik sükan sisteminin yerinə birbaşa sürüşlü elektromexaniki aktuatorlara əsaslanan tam elektrikli sükan arxitekturası hazırlamağı və bu arxitekturanın idarəetmə davranışını AMESim simulyasiyaları ilə araşdırır.

12/08/2026  Veri Anla 5 baxış
Ağır xidmət tipli təkərli platformalar üçün tam elektrikli sükan sistemi və idarəetmə strategiyaları üzrə çalışma

Bu tədqiqat, ağır xidmət tipli insansız tekerlekli bir platformda təxminən 150 kg ağırlığındaki merdəfəi hidravlik sükan sisteminin əvəzinə birbaşa sürüşlü elektromexaniki aktuatorlere dayanan tam elektrikli bir sükan memarlığı hazırlamayi və bu memarlıqnin kontrol davranışını AMESim simulyasiyalarıyla araşdırır. Tek kanallı DEMA çözümünde sistem ağırlığı təxminən 32 kg, ikikanallı çözümde təxminən 40 kg kimi verilmektedir. 6000 ± 500 N·m sükan müqavimət torku altında üç dövrəli PID və feedforward idarəetmə kullanan simulyasiyalarda aşma %2'nin, stasionar vəziyyət açısal xətası 0,1°'nin və izləmə xətası 0,4°'nin altında kalmıştır. Bununla belə tədqiqat fiziksel DEMA prototipi, test stendi və ya real avtomobil doğrulaması təqdim etmir; yeni elektrikli sistemin nəticələrı simulyasiyaa dayalıdır.

Tədqiqatçıların başlanğıc nöqtəsi yalnız hidravlik sistemin ağırlığı değildir. İlk nesil sükan sistemindeki hidravlik rezervuar, elektrohidravlik nasos, uzun boru hatları və iki sükan mexanizminı birbirine bağlayan hidrolik devre; entegrasyon, bakım, enerji iletimi və modülerlik açistilikndan sərhədlamalar yaradırdır. Tədqiqatda mövcud sükan birləşmə mexanizmi qorunurken hidrolik güç istehsal və iletim komponentlərinin kaldırılması, bunların əvəzinə kompakt birbaşa sürüşlü elektromexaniki aktuatorlerin kullanılması təklif edilir.

Tek kanallı çözüm qüvvə konflikti sorununu yapısal kimi ortadan kaldırsa da tək mühərrikin güç və termal idarəetmə gereksinimini yükseltmektedir. Bu səbəbdən tədqiqatçılar ikinci aşamada cəmi sükan yükünü iki DEMA arasında paylaşan ikikanallı bir yapı incelemiştir. İki kanalın parametrləri tamamen eyni kabul edildiğinde iki aktuator arasındaki xətti mövqe fərqi 0,01 mm içində kalmıştır. Lakin qaynaqta %5 parametr fərqi kimi adlandırılan simulyasiyada mövqe fərqi təxminən 1,1 mm'ye çıkmış və təxminən 6 kN ölçüsünde qüvvə konflikti görülmüştür; %20 fərq senaryosunda mövqe fərqi təxminən 4,2 mm'ye yüksəlmişdir.

Bu sorunu azaltmaq üçün birincil–ikincil mövqe sinxronizasiya kontrolü hazırlanmışdır. Birinci kanal birbaşa istənilən sükan bucağını izlerken ikinci kanal araç sükan əmrinu müstəqil kimi takip etmek əvəzinə birinci aktuatorün real xətti mövqeninu istinad almaktadır. %20 kanal fərqi senaryosunda bu yapı, açısal izleme performansını korurken sürekli qüvvə konfliktinı böyük ölçüde bastırmış; yalnız sükan hərəkətinin başlangıcında təxminən 0,2 saniyelik geçici qüvvə konflikti və təxminən 1 mm'lik mövqe fərqi kalmıştır.

Türkiyə baxımından tədqiqat; ağır xidmət tipli elektrikli avtomobillar, özel amaçlı mobil platformlar və yüksək kuvvet gerektiren steer-by-wire və ya elektromexaniki istiqamətləndirmə sistemləri açistilikndan metodsel kimi dəyərlendirilebilir. Lakin qaynaqta Türkiye'deki araçlar, lokal qanunvericilik, istehsal altyapistilik və ya real sahə tapşırıq dövrleri incelenmemiştir. Tasarımın fərqli araç kütleleri, təkər–yer şərtləri, ekoloji temperaturlar və lokal komponentlerle uygulanabilirliği ayrıca test edilmelidir.

İlk nesil hidravlik sükan sisteminde nə vardı?

Tədqiqat ekibinin ilk nesil ağır xidmət tipli platforması səkkiz müstəqil tahrikli tekerleğe sahiptir və diferansiyel sükan, Ackermann sükanu və bileşik istiqamətləndirmə modlarını destekleyecek şəkildə hazırlanmışdır. İncelenen ilk nesil sükan sistemi merdəfəi bir hidrolik güç mənbəyinə dayanır.

Sistemin başlıca komponentləri şunlardır:

  • Direksiyon birləşmə mexanizmi,
  • birincil sükan mexanizmi,
  • ikincil sükan mexanizmi,
  • hidravlik rezervuar,
  • hidravlik boru xətləri,
  • elektrohidravlik nasos.

Elektro-hidrolik pompa təzyiqli mayeı birincil sükan mexanizmina gönderir. Birincil və ikincil sükan mekanizmalarının daxili hidrolik odalarının birbiriyle birləşməlı olması nedeniyle ikinci mekanizma da birinciyle eş zamanlı hareket eder. Bu fiziksel hidrolik birləşmənın örütubətli avantajı, iki ayrı aktuatorün birbirine qarşı kuvvet üretmesi anlamına gələn force fighting və ya qüvvə konfliktinı doğal kimi sərhədlandırmasıdır.

Lakin sistemin sükan birləşməsı hariç təxminən 150 kg olması, araç gövdesinin fərqli bölgəlerine yayılan hidrolik borular, pompa və rezervuar kimi komponentler nedeniyle tədqiqatçılar daha bütünleşik bir elektromexaniki çözüm aramıştır.

Tam elektrikləşdirmə yanaşması neyi değiştiriyor?

Yeni dizaynda mövcud sükan birləşmə mexanizmi korunmaktadır. Birincil və ikincil hidravlik sükan mekanizmaları elektromexaniki aktuatorlarle değiştirilmekte; hidravlik rezervuar, pompa və boru ağı sistemden çıkarılmaktadır.

Tədqiqatda ağır xidmət tipli platforma üçün aşağıdaki sükan gereksinimleri müəyyən edilmişdir:

Direksiyon sistemi gereksinimiMənbə dəyəri
Tədqiqat açistilik≥ ±40°
Maksimum çıkış hızı≥ 6,7 rpm
Anma çıkış torku≥ 6000 N·m
Maksimum çıkış torku≥ 8000 N·m
Çoklu aktuator davranışıKuvvet çatışması oluşmamalı

Elektrikli çözüm, xətti hərəkət üreten bir elektromexaniki aktuatorün rocker arm kimi tanımlanan salınım qoluna bağlandığı bir geometri kullanmaktadır. Direksiyon merdəfə mövqenindayken aktuator ekseni kol eksenine diktir və aktuatorün arxa birləşməsı ilə dönüş ekseni arasındaki mesafe 400 mm'dir.

Aktüatör niyə en az 56 kN kuvvet üretmek zorunda?

Geometrik analizde aktuator en kısa mövqenindayken arxa birləşmə ilə fırlanma oxu arasındaki mesafe 236 mm, eşdəyər moment qolu 147 mm'dir. Aktüatör en uzun mövqenindayken bu mesafe 564 mm'ye, eşdəyər moment qolu isə 207 mm'ye çıkmaktadır.

Direksiyon sisteminin 8000 N·m maksimum çıkış torkunu karşılaması lazımdır. En zor kuvvet koşulu 147 mm'lik moment qolunda ibarətdir. Uç mekanizma səmərəliliyi %98 kabul edildiğinde tədqiqat, cəmi xətti aktuator kuvvetinin en az 56 kN olması gerektiğini hesaplamaktadır.

Hız açistilikndan en zor koşul isə 207 mm moment qolunda ortaya çıkar. 6,7 rpm sükan hızı üçün aktuatorün xətti sürətının en az 146 mm/s olması hesaplanmıştır. Geometrik hareket aralığı üçün gereken gediş en az 328 mm'dir.

Bu analiz sonucunda DEMA üçün hədəflenen əsas sərhədlar:

  • effektiv gediş ≥ 330 mm,
  • maksimum xətti sürət ≥ 150 mm/s,
  • maksimum xətti qüvvə ≥ 56 kN

kimi müəyyən edilmişdir.

DEMA nədir və birbaşa tahrik necə sağlanıyor?

Tədqiqatda seçilen Direct-drive Electro-mechanical Actuator (DEMA) memarlığında servo mühərrik rotoru ilə planetary roller screw somunu tək bir bütünleşik yapıda birləşdirilmişdir. Motor somunu birbaşa döndürür; vida bu dönme hareketini çıkış valinin xətti hərəkətine çevirir.

Bu memarlıqnin amacı mühərrik ilə vida mexanizmi arasındaki ayrı bir dişli indirgeme kademesine duyulan ihtiyacı azaltmaq və elektromexaniki aktuatorü daha kompakt hâle getirmektir.

Tek kanallı DEMA necə boyutlandırıldı?

Tek aktuator bütün maksimum xətti yükü taşıdığı üçün 56 kN çıxış qüvvəsine görə boyutlandırılmıştır. Təhlükəsizk katsayı 1,5 alınarak GSA RGTI30-4 əks planetary roller screw seçilmiştir.

Tek kanallı DEMA komponentiMənbə dəyəri
Planetary roller screwGSA RGTI30-4
Dinamik yük kapasitesi113,6 kN
Vida irəliləməsi \(P_s\)4 mm
Hatve çapı \(d_s\)27 mm
Etkin gediş350 mm
Servo mühərrikKollmorgen KBM-45X02B
Motor nominal sürət2350 rpm
Motor anma torku43,5 N·m
Motor anma gücü10,7 kW
Motor ağırlığı17,5 kg
Təxminən ümumi sistem çəkisi32 kg

Vida üzerindeki gərginlik necə kontrol edildi?

56 kN maksimum xətti qüvvə üçün vidanın oxboyu normal gərginliksi:

\[ \sigma_{0s} = \frac{4F_{\mathrm{emamax}}}{\pi d_s^2} = 98\ \mathrm{MPa} \]

kimi hesaplanmıştır. Burada \(F_{\mathrm{emamax}}\) maksimum xətti aktuator kuvvetini, \(d_s\) isə vidanın 27 mm'lik addım diametrinı temsil eder.

Planetary roller screw səmərəliliyi \(\eta_{prs}=0,9\) alınarak gerekli vida torku:

\[ T_s = \frac{F_{\mathrm{emamax}}P_s}{2\pi\eta_{prs}} = 39,7\ \mathrm{N\,m} \]

tapılmışdır. \(P_s=4\) mm vida addımıdir.

Bileşik gərginlik hesabında:

\[ \sigma_{\mathrm{screw}} = \sqrt{ \sigma_{0s}^{2} + 3 \left( \frac{T_s}{0,2d_s^{3}} \right)^2 } = 100\ \mathrm{MPa} \]

elde edilmiştir. Tədqiqatda GCr15 material üçün axma gərginliyi 835 MPa, icazə verilən gərginlik 210 MPa kimi verildiğinden tədqiqatçılar bu vida boyutlandırmasını dayanım açistilikndan uyğun kabul etmektedir.

150 mm/s xətti sürət üçün mühərrik niyə 2250 rpm'e çıkmalı?

Vida irəliləməsi 4 mm olduğundan gerekli fırlanma sürəti:

\[ n_{so} = \frac{60v_{\max}}{P_s} = 2250\ \mathrm{rpm} \]

kimi hesaplanmıştır. \(v_{\max}=150\) mm/s xətti sürətdır. Seçilen KBM-45X02B mühərrikin 2350 rpm nominal sürət və 43,5 N·m anma torku, tədqiqatda hesablanan 2250 rpm və 39,7 N·m gereksinimlerinin üzerindedir.

Tek kanallı kontrol sistemi necə işləyir?

DEMA'nın AMESim ortamında mövqe qapalı dövrə modeli qurulmuşdayan. Kontrol memarlığı üç dövrəli PID yapistiliknı feedforward idarəetməyle birleştirir. Tədqiqatçılar PID parametrlərinin fərqli tədqiqat senaryolarında birden fazala iteratif ayarlama turuyla seçildiğini; hədəfin tepki hızı, izleme doğruluğu, aşma və sabitlık arasında denge kurmak olduğunu belirtmektedir.

İleri besleme komponenti, xəta ortaya çıxışktan sonra yalnız geri beslemeyle düzeltme yapmak əvəzinə komut değişiminin etkisini əvvəlden kompanze etmeyi məqsəd qoyur.

Tek kanallı simulyasiya hansı yük altında yapıldı?

Direksiyon mexanizmina 6000 N·m sabit yer sürtünmə torku ilə buna əlavə edilən ±500 N·m təsadüfi pozucu tork tətbiq edilmişdir.

Direksiyon komut sırası şöyledir:

ZamanDireksiyon komutu
0–1 s0°, düz sürüş
1–2 s0° → +30°
2–5 s+30° sabit
5–6 s+30° → 0°
6–9 s0° sabit
9–10 s0° → −30°
10–13 s−30° sabit
13–14 s−30° → 0°

Simülasyonda sükan bucağı komut sinyalini sürətli şəkildə izlemiştir. Tədqiqatda bildirilen performans sərhədları:

  • aşma < %2,
  • stasionar vəziyyət açısal xətası < 0,1°,
  • izləmə xətası < 0,4°

şəklindədir. ±30° sükan hərəkəti, təxminən ±125 mm aktuator xətti yerdəyişməsine karşılık gelmiştir.

Niyə iki aktuatore geçildi?

Tek kanallı çözüm qüvvə konfliktinı önlemek açistilikndan basittir; lakin tədqiqatçılar tək aktuatorün nispeten böyük mühərrik gücü və termal idarəetmə gerektirdiğini belirtmektedir. Bu səbəbdən cəmi sükan kuvveti iki eşit DEMA arasında paylaştırılmıştır.

Çift kanallı çözümde hər aktuator üçün maksimum xətti qüvvə 28 kN'dir.

Çift kanallı DEMA komponentiHər kanal üçün qaynaq dəyəri
Planetary roller screwGSA RGTI24-4
Dinamik yük kapasitesi72 kN
Vida irəliləməsi4 mm
Hatve çapı21 mm
Etkin gediş350 mm
Maksimum xətti qüvvə28 kN
Hesaplanan oxboyu gərginlik80,9 MPa
Gerekli vida torku19,8 N·m
Hesaplanan ekvivalent gərginlik83 MPa
Gerekli fırlanma sürəti2250 rpm
Servo mühərrikKollmorgen KBM-35X04A
Motor nominal sürət2800 rpm
Motor anma torku25,6 N·m
Motor anma gücü8,5 kW
Motor ağırlığı10,9 kg

İki aktuatorlü sistemin cəmi ağırlığı təxminən 40 kg kimi verilmektedir.

Verianla Live: Hidrolik və tam elektrikli sükan memarlıqlerinin ağırlığı

Karşılaştırma tədqiqatda açıkça verilen təxminən sistem çəkilarına dayanır. Direksiyon birləşmə mexanizmi ilk nesil hidravlik sistemin təxminən 150 kg dəyərine daxil değildir.

Direksiyon memarlığıTəxminən sistem ağırlığı (kg)Mənbə bağlamı
İlk nesil merdəfəi hidravlik sistem150Direksiyon birləşməsı hariç
Tek kanallı DEMA32Tamamen elektrikli çözüm
Çift kanallı DEMA40Tamamen elektrikli çözüm
 

Verianla Live: Bilimsel source-of-truth görünür HTML cədvəlsudayan. Animasyon yalnız bu qaynaq dəyərlərin etkileşimli gösterimidir.

İki kanal tamamen eyniysa nə oluyor?

Çift kanallı AMESim modelinde başlangıçta iki kanalın kontrol və mekanik parametrləri eyni kabul edilmiştir. Aynı 6000 ± 500 N·m direnç torku və eyni sükan komut sırası altında açısal kontrol performansı təkkanallı sistemle hemen hemen eyni kalmıştır:

  • aşma < %2,
  • stasionar vəziyyət xətası < 0,1°,
  • izləmə xətası < 0,4°.

İki aktuatorün kuvvetleri eşit kalmış və xətti yerdəyişmə fərqi sükan hərəkəti boyunca 0,01 mm içində tutulmuştur. Bu ideal dayanumda qüvvə konflikti görülmemiştir.

Real mühendislikte kanallar niyə eyni kalmıyor?

Tədqiqatçılar iki real aktuatorün ölçmə xətaları, birləşmə rijitliği, kontrol parametrləri və dinamik karakteristiklerinin birebir eyni olamayacağını vurgulamaktadır. Bu səbəbdən Channel 2 parametrləri değiştirilerek kanal uyumsuzluğu senaryoları yaradılmışdır.

Mənbə qeydi: İlgili izahda parametr artışlarının yüzdeleri konusunda ifade belirsizliği vardır. Nəticələr aşağıda qaynağın kendi adlandırmasıyla “%5 parametr fərqi” və “%20 parametr fərqi” dayanumları kimi ötürülürdır.

%5 kanal fərqinda nə görüldü?

Açısal sükan performansı yine aşma < %2, stasionar vəziyyət xətası < 0,1° və izləmə xətası < 0,4° sərhədlarında kalmıştır. Yani aracın cəmi sükan bucağı iyi görünmeye devam etmektedir.

Lakin iki aktuatorün daxili qüvvəleri artık eyni değildir. Düz gidiş evresinde kanallar eşit ölçüte lakin zıt yönlerde kuvvet üretmeye başlamış və təxminən 6 kN ölçüsünde qüvvə konflikti oluşmuştur.

İki kanal arasındaki xətti yerdəyişmə fərqi da təxminən 1,1 mm'ye çıkmıştır. Bu nəticə, aracın dışarıdan bakılan sükan bucağının doğru olmasının aktuatorlarin daxili yük paylaşmaının sağlıklı olduğu anlamına gelmediğini göstərir.

%20 kanal fərqinda sorun necə büyüyor?

Mənbənin %20 parametr fərqi kimi verdiği senaryoda sükan bucağının komutu takip etme uğursı yine böyük ölçüde korunmuştur. Buna karşın iki kanal arasındaki kuvvet dengesizliği belirgin şəkildə ağırlaşmıştır.

Bir aktuatorün yalnız zemin sürtünmə yükünü deyil, digər aktuatorün qarşı yöndeki kuvvetini də yenmesi gereken dayanumlar ortaya çıkmıştır. İki kanal arasındaki xətti mövqe fərqi təxminən 4,2 mm'ye ulaşmıştır.

Verianla Live: Kanal uyumsuzluğu arttıkça mövqe sinxronizasiyası

Değerler kontrol stratejisi eklenmeden əvvəlki ikikanallı DEMA simulyasiyalarından alınmıştır. “0%” satırı iki kanalın parametrlərinin özdeş kabul edildiği ideal dayanumu temsil eder.

Simülasyon dayanumuİki kanal arasındaki xətti mövqe fərqi (mm)Mənbə şərhu
Parametreler özdeş0,010,01 mm içində; qüvvə konflikti yok
%5 parametr fərqi1,1Təxminən 6 kN qüvvə konflikti
%20 parametr fərqi4,2Şiddetli kuvvet dengesizliği
 

Verianla Live: 0,01 mm dəyəri qaynaqta “0,01 mm içində”, 1,1 və 4,2 mm dəyərləri isə təxminən dəyərlər kimi hesabatda bildirilmişdir; qrafik bu kesinlik düzeyini dəyişdirməz.

Kuvvet çatışması niyə örütubətli?

Tədqiqatçılar uzun süreli qüvvə konfliktinın sistemde enerji kaybına, mekanik birləşməların aşınmasına, birləşmə elementlarında yorulmaya və servo mühərriklərdə temperatur artımına yol açabileceğini belirtmektedir. Daha ağır dayanumda kontrol sabitlığı və dinamik performansın da etkilenebileceği tartışılmaktadır.

Bu gerekçeyle ikikanallı sistem üçün yalnız hər iki aktuatore eyni sükan bucağı komutunu göndermek əvəzinə aralarında birbaşa sinxronizasiya bağı kuran yeni bir kontrol yapistilik layihələndirilmişdir.

Birincil–ikincil sinxronizasiya stratejisinin fərqi nədir?

Yeni yapıda Channel 1 birincil kanal kimi tapşırıq yapar. Mövcud mövqe servo sistemi qorunur və birbaşa araç sükan bucağını takip eder.

Channel 2 isə ikincil kanaldır. İkinci kanal artık sükan bucağını kendi başına istinad kimi kullanmaz. Bunun əvəzinə Channel 1'in real xətti yerdəyişməsi Channel 2'nin mövqe istinadı hâline gelir.

Kontrol zənciri kavramsal kimi:

  1. Direksiyon açistilik komutu birincil kanala gönderilir.
  2. Channel 1, üç dövrəli PID və feedforward idarəetməyle hədəf açıyı üretir.
  3. Channel 1'in real DEMA xətti mövqeyi ölçülür.
  4. Bu real mövqe Channel 2 üçün yeni istinad olur.
  5. Channel 2 kendi DEMA'sını Channel 1'in fiziksel hareketini izleyecek şəkildə sürer.
  6. İki aktuatorün eyni hareketi üretmesiyle daxili qüvvə fərqinın azaldılması hədəflenir.

İkinci kanal kendi başına nə kadar hassas izleyebiliyor?

Channel 2'nin birincil aktuator mövqeninu takip edebilmesi ayrı simulyasiyala sınanmıştır. Üç döngülü PID + feedforward yapistiliknda:

  • stasionar vəziyyət mövqe xətası < 0,02 mm,
  • stasionar vəziyyət evresindeki izləmə xətası < 0,1 mm

kimi bildirilmişdir.

%20 uyumsuzluk sinxronizasiya kontrolüyle təkrar test edildiğinde nə oldu?

Birincil kanal parametrləri sabit tutulmuş, ikinci kanal üçün qaynaqta %20 parametr değişikliği senaryosu uygulanmış və eyni sükan hərəkəti təkrar simüle edilmiştir.

Araç sükan bucağının performansı yine:

  • aşma < %2,
  • stasionar vəziyyət xətası < 0,1°,
  • izləmə xətası < 0,4°

kimi verilmişdir.

Daha örütubətli değişiklik aktuator kuvvetlerinde ortaya çıkmıştır. Direksiyon hareketinin başlangıcında hız və təcilnin ani değişmesine bağlanan təxminən 0,2 saniyelik kısa süreli qüvvə konflikti xaricində iki kanalın çıkış kuvvetleri birbirine çox yaxın kalmış və yükü birlikdə karşılamıştır.

İki aktuator arasında təxminən 1 mm xətti yerdəyişmə fərqi yalnız hareketin başlangıcındaki geçiş anında görülmüştür. Müəlliflər, sükan bucağı və bucaq sürəti geçişlerinin daha yumşaq hâle getirilmesi dayanumunda bu başlangıç qüvvə konfliktinın neredeyse tamamen ortadan kaldırılabileceğini belirtmektedir.

Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticələr

  • İncelenen platforma geometrisi üçün merdəfəi hidravlik sistemden DEMA əsaslı elektromexaniki memarlıqye geçiş, hesablanan sistem ağırlığını təxminən 150 kg'dan tək kanalda 32 kg'a və çift kanalda 40 kg'a düşürmektedir.
  • Tek kanallı DEMA, 6000 ± 500 N·m direnç torku altında AMESim simulyasiyaunda aşağı aşma və kiçik açısal izləmə xətası göstərmişdir.
  • Çift kanal parametrlərinin özdeş kabul edildiği ideal simulyasiyada iki aktuator arasında belirgin qüvvə konflikti görülmemiştir.
  • Kanal parametrləri fərqlilaştırıldığında araç açistilik doğru kalabilmesine rağmen iki aktuator arasında ciddi daxili qüvvə fərqları və mövqe sinxronizasiya xətası oluşabilmektedir.
  • Birincil–ikincil mövqe sinxronizasiya kontrolü, %20 fərqlilık senaryosunda sürekli qüvvə konfliktinı böyük ölçüde bastırmış və yüksək açısal izleme performansını korumuştur.

Tədqiqatın destoynaqediği və ya test etmediği nəticələr

  • Yeni DEMA sükan sistemi fiziksel test stendinda təsdiqlənməmişdir.
  • Tamamen elektrikli memarlıq real avtomobil üzərində denenmemiştir.
  • Real arazi, təkər–yer değişimi, darbe, vibrasiya və temperatur dövrlərinde performans gösterilmemiştir.
  • Uzun dörütubət aktuator ömrü və ya planetary roller screw yorulma testi yapılmamıştır.
  • Servo mühərrikların real termal davranışı deneysel kimi təsdiqlənməmişdir.
  • Senkronizasyon stratejisinin bütün olası istehsal toleransları və nasazlıq dayanumlarında qüvvə konfliktinı tamamen ortadan kaldırdığı sübutlanmamıştır.
  • Təxminən 0,2 saniyelik başlangıç qüvvə konfliktinın real avtomobilta inamli olduğu bu tədqiqatdan çıkarılamaz.

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

Tədqiqat axını

Tədqiqatın metodsel axını dörd əsas aşamadan ibarətdir:

  1. İlk nesil merdəfəi hidravlik sükan sisteminin kütle, entegrasyon və kontrol məhdudiyyətlərının dəyərlendirilmesi.
  2. Tam elektrikləşdirmə üçün gerekli kuvvet, gediş, hız və tork dəyərlərinin geometrik/mexaniki olaraq hesaplanması.
  3. Tek və ikikanallı DEMA komponentlərinin planetary roller screw və servo mühərrik seviyesinde boyutlandırılması.
  4. Tek kanal, ideal çift kanal, parametr uyumsuz çift kanal və birincil–ikincil sinxronizasiya kontrollü çift kanal yapılarının AMESim ortamında karşılaştırılması.

Tek kanallı mekanik boyutlandırma

Boyutlandırma değişkeniNəticə
Maksimum xətti qüvvə56 kN
Vida oxboyu normal gərginliksi98 MPa
Vida torku39,7 N·m
Vida ekvivalent gərginliksi100 MPa
Gerekli vida hızı2250 rpm
Seçilen mühərrikin nominal torku43,5 N·m
Seçilen mühərrikin nominal sürəti2350 rpm

Çift kanallı mekanik boyutlandırma

Hər bir kanal üçün değişkenNəticə
Maksimum xətti qüvvə28 kN
Vida oxboyu normal gərginliksi80,9 MPa
Vida torku19,8 N·m
Vida ekvivalent gərginliksi83 MPa
Gerekli vida hızı2250 rpm
Seçilen mühərrikin nominal torku25,6 N·m
Seçilen mühərrikin nominal sürəti2800 rpm

AMESim yük koşulu

Bütün əsas müqayisəlarda 6000 N·m sabit yer sürtünmə torkuna ±500 N·m təsadüfi pozucu tork eklenmiştir. Aynı +30°, 0° və −30° istinad sırası istifadə edilərək memarlıqler müqayisə edilmişdir.

Açısal izleme nəticələrı

Kontrol dayanumuAşımKararlı dayanum xətasıİzleme xətası
Tek kanallı DEMA< %2< 0,1°< 0,4°
Çift kanal, özdeş parametrlər< %2< 0,1°< 0,4°
Çift kanal, %5 fərq senaryosu< %2< 0,1°< 0,4°
Çift kanal, %20 fərq senaryosu< %2< 0,1°< 0,4°
%20 fərq + sinxronizasiya kontrolü< %2< 0,1°< 0,4°

Bu nəticə, yalnız araç sükan bucağına bakmanın çift aktuator sistemindeki daxili qüvvə konfliktinı aşkarlama etmek üçün yeterli olmadığını göstərir. Kanal parametrləri fərqli olduğunda dışarıdan görülen açısal izleme doğruluğu yüksək kalırken daxili qüvvə və mövqe sinxronizasiyası ciddi şəkildə bozulabilmektedir.

Kanal sinxronizasiya nəticələrı

DurumKonum fərqiKuvvet davranışı
Özdeş parametrli çift kanal0,01 mm içindəİki kanalın kuvvetleri eyni; qüvvə konflikti yok
%5 fərq senaryosuTəxminən 1,1 mmDüz sürüşte təxminən 6 kN karşıt kuvvet
%20 fərq senaryosuTəxminən 4,2 mmŞiddetli kuvvet dengesizliği və karşılıklı direnç
%20 fərq + birincil–ikincil kontrolBaşlangıçta təxminən 1 mmTəxminən 0,2 s geçici çatışma; ardından kuvvetler yüksək ölçüde uyğun

İkincil kanal takip performansı

Channel 2'nin Channel 1 mövqeninu takip ettiği ayrı simulyasiyada stasionar vəziyyət xətası 0,02 mm'nin, stasionar vəziyyət izləmə xətası isə 0,1 mm'nin altında kalmıştır.

Tədqiqatın əsas məhdudiyyətlərı

  • Yeni elektromexaniki sükan memarlığı yalnız AMESim simulyasiyauyla qiymətləndirilmişdir.
  • Direksiyon komutları sinxronizasiya və qüvvə konfliktinı incelemek üçün basitleştirilmiş davamlı istinad sinyalleridir.
  • Bench testi yapılmamıştır.
  • Real avtomobil testi yapılmamıştır.
  • Sürekli değişen real sürüş marşrutları və diskret sükan əmrləri henüz təsdiqlənməmişdir.
  • PID parametrləri iteratif simulyasiya ayarıyla seçilmiş olup fiziksel sistem ince ayarı gelecekteki tədqiqat kimi bırakılmıştır.

Mənbə və Metod Qeydi

Tam orijinal tədqiqat adı: Study on a Fully Electrified Steering System and Its Control Strategies for Heavy-Duty Wheeled Platforms

Müəlliflər: Shicheng Zheng; Tianxiang Qin; Jingkun Wei; Jiaming Cheng; Xiaming Yuan; Jihong Zhu.

Yazar sırası: Mənbədəki orijinal sıra korunmuştur.

Eş katkı/eş birinci yazar: Mənbədə eş katkı və ya eş birinci yazar beyanı mövcud deyil.

Sorumlu müəlliflər: Xiaming Yuan və Jihong Zhu.

Qurumlar: Department of Precision Instrument, Tsinghua University, Beijing, China; State Key Laboratory of Precision Space-Time Information Sensing Technology, Beijing, China; School of Mechanical Engineering and Automation, Beihang University, Beijing, China; College of Mechanical and Electrical Engineering, Huangshan University, Huangshan, China.

Jurnal: Machines.

Nəşriyyat: MDPI, Basel, Switzerland.

Cilt / məqalə numarası: 14, 684.

DOI: 10.3390/machines14060684.

Alınma tarihi: 21 Nisan 2026.

Revizyon tarihi: 27 Mayıs 2026.

Kabul tarihi: 10 Haziran 2026.

Yayın tarihi: 12 Haziran 2026.

Mənbə növü və rəylik dayanumu: Hakemli tədqiqat məqaləsidir. Mekanik boyutlandırma, kontrol sistemi hazırlama və AMESim əsaslı simulyasiya analizi ehtiva edir.

Rəsmi nəşr birləşməsı:MDPI resmî məqalə sayfası.

Lisenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Maliyyələşdirmə: Tədqiqat xarici finansman alınmadığını bildirmektedir.

Məlumat əlçatanlığı: Tədqiqatın merdəfəi nəticələrinı destekleyen məlumat dəstinin məqalə içində birbaşa bulunduğu, ek məlumatların sorumlu müəlliflərdan talep edilebileceği belirtilmiştir.

Maraqlar toqquşması: Müəlliflər çıkar çatışması olmadığını beyan etmiştir.

Müəllif töhfələri: Kavramsallaştırma Shicheng Zheng, Xiaming Yuan və Jihong Zhu; metod Shicheng Zheng və Tianxiang Qin; yazılım Shicheng Zheng, Jingkun Wei və Jiaming Cheng; doğrulama Shicheng Zheng, Xiaming Yuan və Jihong Zhu; resmi analiz Shicheng Zheng, Tianxiang Qin, Jingkun Wei və Jiaming Cheng; tədqiqat Xiaming Yuan və Jihong Zhu; qaynaqlar Xiaming Yuan və Jihong Zhu; məlumat kürasyonu Shicheng Zheng, Tianxiang Qin, Jingkun Wei və Jiaming Cheng; ilk taslak Shicheng Zheng, Tianxiang Qin, Jingkun Wei və Jiaming Cheng; gözden geçirme və tənzimləmə Shicheng Zheng, Xiaming Yuan və Jihong Zhu; süpervizyon, proje yönetimi və finansman edinimi Xiaming Yuan və Jihong Zhu kimi bildirilmişdir.

Deneysel doğrulama sərhədi: Tədqiqatda təklif edilən tək və ikikanallı tam elektrikli DEMA sükan sistemləri stend testi və ya real avtomobil deneyiyle təsdiqlənməmişdir. Tədqiqatın nəticələrı AMESim simulyasiyalarına dayanmaktadır. Mənbədəki fiziksel fotoğraflar ilk nesil hidravlik sükan sisteminin komponentlərini göstərir.

Mənbə daxili bölüm numarası qeydi: Girişteki məqalə organizasyonu izahı ilə real əsas bölüm numaraları tam kimi uyuşmamaktadır. Mənbənin real bölüm başlıkları esas alınmış, numaralandırma sessizce yeniden şərhlanmamıştır.

Mənbə daxili terminoloji qeydi: Direksiyon sisteminin sorunları tartışılırken bazı cümlelerde “centralized hydraulic suspension system” ifadesi istifadə olunur. Çevredeki bölüm, şəkil və mühendislik bağlamı sükan sistemine ilişkindir; bu terminoloji sürüşməsi qaynaq daxili editoryal bir tutarsızlık kimi qeyd edilmiştir.

Parametre fərqi belirsizliği: Çift kanallı uyumsuzluk izahında bir cümle Channel 2'nin kontrol parametrləri və joint stiffness dəyərlərinin “sırasıyla %5 və %20” artırıldığını söylerken, devamındaki nəticələr ayrı “%5 parametr fərqi” və “%20 parametr fərqi” senaryoları kimi sunulmaktadır. Bu səbəbdən testlerin parametr bazındaki yüzde dağılımı qaynaq metinden tək anlamlı şəkildə çıkarılamamaktadır. Verianla metninde nəticələr qaynağın kullandığı senaryo adlarıyla aktarılmıştır.

Bilimsel məzmun sərhədi: Bu metindeki mekanik boyutlandırma, kontrol yapıları, simulyasiya şərtləri və rəqəmsal nəticələr incelenen tədqiqatya dayanmaktadır. Xarici qaynaqlardan yeni bilimsel performans, deney və ya mekanizma eklenmemiştir. Xarici kontrol yalnız bibliyoqrafik nəşr identikliyini doğrulamak amacıyla istifadə edilmişdir.

Əsas şərh sərhədi: Nəticələr incelenen ağır xidmət tipli platforma geometrisi və AMESim model şərtləri üçün ön doğrulama keyfiyyətiğindedir. Tədqiqatın kendisi də sistem devreye alma, PID ince ayarı, diskret sükan əmrləri, sürekli değişen sükan yörüngeleri, bench testleri və real tədqiqat şərtlərindaki araç deneylerini gələcək iş kimi belirtmektedir.


Paylaşın:

Şərhlər yoxlandıqdan sonra yayımlanır.Şərhiniz təsdiq prosesinə daxil ediləcək və uyğun hesab olunduqda görünəcək.

Şərh yazın

E-poçt ünvanınız yayımlanmayacaq. Məcburi sahələr * ilə işarələnib

Your experience on this site will be improved by allowing cookies Cookie Policy