Академиялык изилдөөлөр, түшүнүктүү тил

Verianla | Кыргызча академиялык изилдөөлөр жана илим

27 сентябрь 2026, Жекшемби
VERİANLAКөз карандысыз илимий басма
Менюну ачуу же жабуу
...
Башкы бет / Колдонмо илимдер / Инженерия / Оор кызматтык дөңгөлөктүү платформалар үчүн толугу менен электрдик рул системасы жана башкаруу стратегиялары боюнча изилдөө
Инженерия

Оор кызматтык дөңгөлөктүү платформалар үчүн толугу менен электрдик рул системасы жана башкаруу стратегиялары боюнча изилдөө

Бул иш оор кызматтык учкучсуз дөңгөлөктүү платформада болжол менен 150 кг салмактагы борбордук гидравликалык рул системасынын ордуна түз жетектүү электр-механикалык актуаторлорго негизделген толугу менен электрдик рул архитектурасын иштеп чыгууну жана бул архитектуранын башкаруу жүрүм-турумун AMESim симуляциялары менен изилдейт.

12/08/2026  Veri Anla 12 көрүү
Оор кызматтык дөңгөлөктүү платформалар үчүн толугу менен электрдик рул системасы жана башкаруу стратегиялары боюнча изилдөө

Бул изилдөө, оор кызматтык insansız tekerlekli бир platformda болжол менен 150 kg ağırlığındaki merжолуi гидравликалык рул системасынын ордуна түз жетектүү электр-механикалык актуаторlere dayanan толугу менен электрдик бир рул архитектурасы иштеп чыгууyi жана бул архитектураnin kontrol жүрүш-турушını AMESim симуляцияlarıyla изилдейт. Tek kanallı DEMA çözümünde система ağırlığı болжол менен 32 kg, эки каналдуу çözümde болжол менен 40 kg катары verilmektedir. 6000 ± 500 N·m рул каршылык моменти астында үч контурлуу PID жана алдын ала берүү башкаруусу kullanan симуляцияlarda ашып кетүү %2'nin, туруктуу абал açısal катасы 0,1°'nin жана көзөмөлдөө катасы 0,4°'nin астында kalmıştır. Ошентсе да изилдөө fiziksel DEMA прототипi, сыноо стенди же чыныгы унаа ырастооsı бербейт; жаңы elektrikli системасыn жыйынтыктарı симуляцияa dayalıdır.

Изилдөөчүлөрın баштапкы пункт гана гидравликалык системаin ağırlığı değildir. İlk nesil рул системасыndeki гидравликалык резервуар, электр-гидравликалык насос, uzun boru hatları жана эки рул механизмиnı birbirine bağlayan hidrolik devre; entegrasyon, bakım, enerji iletimi жана modülerlik açжылуулукndan sınırlamalar түзөтdır. Изилдөөда учурдагы рул байланыш механизми сакталатken hidrolik güç өндүрүш жана iletim компоненттерnin kaldırılması, bunların ордуна kompakt түз жетектүү электр-механикалык актуаторlerin kullanılması сунушталат.

Tek kanallı çözüm күч кагылышы sorununu yapısal катары ortadan kaldırsa да бир мотордун güç жана термикалык башкаруу gereksinimini жүкseltmektedir. Ошондуктан изилдөөчүлөр ikinci aşamada жалпы рул жүкünü эки DEMA арасында paylaşan эки каналдуу бир yapı incelemiştir. İki kanalın параметрлерi толукamen ошол эле kabul edildiğinde эки актуатор arasındaki сызыктуу позиция айырмасы 0,01 mm ичинде kalmıştır. Бирок ширетүүta %5 параметр ар түрдүүlığı катары adlandırılan симуляцияда позиция айырмасы болжол менен 1,1 mm'ye çıkmış жана болжол менен 6 kN көлөмүnde күч кагылышы görülmüştür; %20 айырма senaryosunda позиция айырмасы болжол менен 4,2 mm'ye жүкselmiştir.

Бул sorunu азайтуу үчүн birincil–ikincil позиция синхрондоштуруу kontrolü иштелип чыккан. Birinci kanal түздөн-түз каралган рул бурчуnı izlerken ikinci kanal araç рул буйругуnu көз карандысыз катары takip etmek ордуна birinci актуаторün реалдуу сызыктуу жайгашуунунu референс almaktadır. %20 kanal ар түрдүүlığı senaryosunda бул yapı, açısal izleme performansını korurken sürekli күч кагылышыnı ири ölçüde bastırmış; гана рул кыймылыnin başlangıcında болжол менен 0,2 saniyelik geçici күч кагылышы жана болжол менен 1 mm'lik позиция айырмасы kalmıştır.

Түркия жагынан изилдөө; оор кызматтык электр автоунааlar, özel amaçlı mobil platformlar жана жүкsek kuvvet gerektiren steer-by-wire же электр-механикалык багыттоо системаларi açжылуулукndan ыкмаsel катары мааниlendirilebilir. Бирок ширетүүta Türkiye'deki araçlar, жергиликтүү мыйзамдык чөйрө, өндүрүш altyapжылуулук же реалдуу талаа тапшырма циклleri incelenmemiştir. Tasarımın ар түрдүү araç kütleleri, дөңгөлөк–жер шарттары, экологиялык температураlar жана жергиликтүү компонентlerle uygulanabilirliği ayrıca тест edilmelidir.

İlk nesil гидравликалык рул системасыnde эмне vardı?

Изилдөө ekibinin ilk nesil оор кызматтык платформасы сегиз көз карандысыз tahrikli tekerleğe sahiptir жана diferansiyel рул, Ackermann рулu жана bileşik багыттоо modlarını destekleyecek түрдө иштелип чыккан. İncelenen ilk nesil рул системасы merжолуi бир hidrolik güç булагына dayanır.

Системаin başlıca компоненттер şunlardır:

  • Direksiyon туташуу механизми,
  • birincil рул механизми,
  • ikincil рул механизми,
  • гидравликалык резервуар,
  • гидравликалык түтүк линиялары,
  • электр-гидравликалык насос.

Elektro-hidrolik pompa басымдуу суюктукı birincil рул механизмиna gönderir. Birincil жана ikincil рул mekanizmalarının ички hidrolik odalarının birbiriyle туташууlı olması nedeniyle ikinci mekanizma да birinciyle eş zamanlı hareket eder. Бул fiziksel hidrolik байланыштын öнымдуулукli avantajı, эки ayrı актуаторün birbirine каршы kuvvet üretmesi anlamına келген force fighting же күч кагылышыnı doğal катары sınırlandırmasıdır.

Бирок системасыn рул туташууsı hariç болжол менен 150 kg olması, araç gövdesinin ар түрдүү аймакlerine yayılan hidrolik borular, pompa жана rezervuar сыяктуу компонентler nedeniyle изилдөөчүлөр дагы bütünleşik бир электр-механикалык çözüm aramıştır.

Tam электрлештирүү ыкмасы neyi değiştiriyor?

Жаңы дизайнда учурдагы рул байланыш механизми korunmaktadır. Birincil жана ikincil гидравликалык рул mekanizmaları электр-механикалык актуаторлорle değiştirilmekte; гидравликалык резервуар, pompa жана boru ağı системаden çıkarılmaktadır.

Изилдөөда оор кызматтык платформа үчүн aşağıdaki рул gereksinimleri аныкталган:

Direksiyon системасы gereksinimiБулак мааниси
Изилдөө açжылуулук≥ ±40°
Maksimum çıkış hızı≥ 6,7 rpm
Anma çıkış моментu≥ 6000 N·m
Maksimum çıkış моментu≥ 8000 N·m
Çoklu актуатор жүрүш-турушıKuvvet çatışması oluşmamalı

Elektrikli çözüm, сызыктуу кыймыл üreten бир электр-механикалык актуаторün rocker arm катары tanımlanan термелүү рычагыna bağlandığı бир geometri kullanmaktadır. Direksiyon merжолу жайгашуунунdayken актуатор ekseni kol eksenine diktir жана актуаторün арткы байланышsı менен dönüş ekseni arasındaki mesafe 400 mm'dir.

Aktüatör эмне үчүн en аз 56 kN kuvvet üretmek zorunda?

Geometrik analizde актуатор en kısa жайгашуунунdayken арткы байланыш менен айлануу огу arasındaki mesafe 236 mm, eşмаани момент ийини 147 mm'dir. Aktüatör en uzun жайгашуунунdayken бул mesafe 564 mm'ye, eşмаани момент ийини болсо 207 mm'ye çıkmaktadır.

Direksiyon системасынын 8000 N·m maksimum çıkış моментunu karşılaması керек. En zor kuvvet koşulu 147 mm'lik момент ийиниnda турат. Uç mekanizma натыйжалуулугу %98 kabul edildiğinde изилдөө, жалпы сызыктуу актуатор kuvvetinin en аз 56 kN olması gerektiğini hesaplamaktadır.

Hız açжылуулукndan en zor koşul болсо 207 mm момент ийиниnda ortaya çıkar. 6,7 rpm рул hızı үчүн актуаторün сызыктуу ылдамдыкının en аз 146 mm/s olması hesaplanmıştır. Geometrik hareket aralığı үчүн gereken жүрүш en аз 328 mm'dir.

Бул analiz sonucunda DEMA үчүн максатlenen негизги sınırlar:

  • натыйжалуу жүрүш ≥ 330 mm,
  • maksimum сызыктуу ылдамдык ≥ 150 mm/s,
  • maksimum сызыктуу күч ≥ 56 kN

катары аныкталган.

DEMA эмне жана түздөн-түз tahrik кантип sağlanıyor?

Изилдөөда seçilen Direct-drive Electro-mechanical Actuator (DEMA) архитектурасында серво мотор роторu менен planetary roller screw somunu бир гана bütünleşik yapıda бириктирилген. Motor somunu түздөн-түз döndürür; винт бул dönme hareketini çıkış валinin сызыктуу кыймылine айландырат.

Бул архитектураnin amacı мотор менен винт механизми arasındaki ayrı бир тиштүү берилиш indirgeme kademesine duyulan ihtiyacı азайтуу жана электр-механикалык актуаторü дагы kompakt hâle getirmektir.

Tek kanallı DEMA кантип boyutlandırıldı?

Tek актуатор бүткүл maksimum сызыктуу жүкü taşıdığı үчүн 56 kN чыгыш күчүэмне ылайык boyutlandırılmıştır. Коопсузk katсаны 1,5 alınarak GSA RGTI30-4 тескери planetary roller screw seçilmiştir.

Tek kanallı DEMA компоненттиБулак мааниси
Planetary roller screwGSA RGTI30-4
Dinamik жүк kapasitesi113,6 kN
Vida берилишsi \(P_s\)4 mm
Hatve çapı \(d_s\)27 mm
Etkin жүрүш350 mm
Servo моторKollmorgen KBM-45X02B
Motor номиналдык ылдамдык2350 rpm
Motor anma моментu43,5 N·m
Motor anma gücü10,7 kW
Motor ağırlığı17,5 kg
Болжол менен жалпы система салмагы32 kg

Vida üzerindeki чыңалуу кантип kontrol edildi?

56 kN maksimum сызыктуу күч үчүн винтnın октук нормалдуу чыңалууsi:

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

катары hesaplanmıştır. Бул жерде \(F_{\mathrm{emamax}}\) maksimum сызыктуу актуатор kuvvetini, \(d_s\) болсо винтnın 27 mm'lik кадам диаметриnı temsil eder.

Planetary roller screw натыйжалуулугу \(\eta_{prs}=0,9\) alınarak gerekli винт моментu:

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

табылган. \(P_s=4\) mm винт кадамыdir.

Bileşik чыңалуу hesabında:

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

elde edilmiştir. Изилдөөда GCr15 материал үчүн агуу чыңалуусу 835 MPa, уруксат берилген чыңалуу 210 MPa катары verildiğinden изилдөөчүлөр бул винт boyutlandırmasını dayanım açжылуулукndan ылайыктуу kabul etmektedir.

150 mm/s сызыктуу ылдамдык үчүн мотор эмне үчүн 2250 rpm'e çıkmalı?

Vida берилишsi 4 mm olduğundan gerekli айлануу ылдамдыгы:

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

катары hesaplanmıştır. \(v_{\max}=150\) mm/s сызыктуу ылдамдыкdır. Seçilen KBM-45X02B мотордун 2350 rpm номиналдык ылдамдык жана 43,5 N·m anma моментu, изилдөөда эсептелген 2250 rpm жана 39,7 N·m gereksinimlerinin üzerindedir.

Tek kanallı kontrol системасы кантип иштейт?

DEMA'nın AMESim orтолукında позиция жабык контур modeli курулган. Kontrol архитектурасы үч контурлуу PID yapжылуулукnı алдын ала берүү башкаруусуyle birleştirir. Изилдөөчүлөр PID параметрлерinin ар түрдүү изилдөө senaryolarında birden fazla iteratif ayarlama turuyla seçildiğini; максатin tepki hızı, izleme doğruluğu, ашып кетүү жана туруктууlık арасында denge kurmak болгонун belirtmektedir.

İleri besleme компонентти, ката ortaya чыгышktan кийин гана geri beslemeyle düzeltme yapmak ордуна komut değişiminin etkisini мурунden kompanze etmeyi максат кылат.

Tek kanallı симуляция кайсы жүк астында yapıldı?

Direksiyon механизмиna 6000 N·m sabit жер сүрүлүү моменти менен buna кошулган ±500 N·m кокус бузуу моменти колдонулган.

Direksiyon komut катары şöyledir:

ZamanDireksiyon komutu
0–1 s0°, düz айдоо
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 рул бурчу komut sinyalini hızlı түрдө izlemiştir. Изилдөөда bildirilen performans sınırları:

  • ашып кетүү < %2,
  • туруктуу абал açısal катасы < 0,1°,
  • көзөмөлдөө катасы < 0,4°

түрүндө. ±30° рул кыймылы, болжол менен ±125 mm актуатор сызыктуу жылышsine karşılık gelmiştir.

Эмне үчүн эки актуаторe geçildi?

Tek kanallı çözüm күч кагылышыnı önlemek açжылуулукndan basittir; бирок изилдөөчүлөр бир актуаторün nispeten ири мотор gücü жана термикалык башкаруу gerektirdiğini belirtmektedir. Ошондуктан жалпы рул kuvveti эки eşit DEMA арасында paylaştırılmıştır.

Çift kanallı çözümde ар бир актуатор үчүн maksimum сызыктуу күч 28 kN'dir.

Çift kanallı DEMA компоненттиАр бир kanal үчүн ширетүү мааниси
Planetary roller screwGSA RGTI24-4
Dinamik жүк kapasitesi72 kN
Vida берилишsi4 mm
Hatve çapı21 mm
Etkin жүрүш350 mm
Maksimum сызыктуу күч28 kN
Hesaplanan октук чыңалуу80,9 MPa
Gerekli винт моментu19,8 N·m
Hesaplanan эквиваленттик чыңалуу83 MPa
Gerekli айлануу ылдамдыгы2250 rpm
Servo моторKollmorgen KBM-35X04A
Motor номиналдык ылдамдык2800 rpm
Motor anma моментu25,6 N·m
Motor anma gücü8,5 kW
Motor ağırlığı10,9 kg

İki актуаторlü системасыn жалпы ağırlığı болжол менен 40 kg катары verilmektedir.

Verianla Live: Hidrolik жана толугу менен электрдик рул архитектураlerinin ağırlığı

Karşılaştırma изилдөөда açıkça verilen болжол менен система салмакlarına dayanır. Direksiyon туташуу механизми ilk nesil гидравликалык системаin болжол менен 150 kg маанисиэмне кошулган değildir.

Direksiyon архитектурасыБолжол менен система ağırlığı (kg)Булак bağlamı
İlk nesil merжолуi гидравликалык система150Direksiyon туташууsı hariç
Tek kanallı DEMA32Tamamen elektrikli çözüm
Çift kanallı DEMA40Tamamen elektrikli çözüm
 

Verianla Live: Bilimsel source-of-truth görünür HTML таблицаsuтокто. Animasyon гана бул ширетүү маанилериn etkileşimli gösterimidir.

İki kanal толукamen ошол элеysa эмне oluyor?

Çift kanallı AMESim modelinde başlangıçta эки kanalın kontrol жана mekanik параметрлерi ошол эле kabul edilmiştir. Aynı 6000 ± 500 N·m direnç моментu жана ошол эле рул komut катары астында açısal kontrol performansı бир каналдуу системаle hemen hemen ошол эле kalmıştır:

  • ашып кетүү < %2,
  • туруктуу абал катасы < 0,1°,
  • көзөмөлдөө катасы < 0,4°.

İki актуаторün kuvvetleri eşit kalmış жана сызыктуу жылыш айырмасы рул кыймылы boyunca 0,01 mm ичинде tutulmuştur. Бул ideal токтоumda күч кагылышы görülmemiştir.

Реалдуу mühendislikte kanallar эмне үчүн ошол эле kalmıyor?

Изилдөөчүлөр эки реалдуу актуаторün өлчөө каталары, туташуу rijitliği, kontrol параметрлерi жана динамикалык karakteristiklerinin birebir ошол эле olamayacağını vurgulamaktadır. Ошондуктан Channel 2 параметрлерi değiştirilerek kanal uyumsuzluğu senaryoları түзүлгөн.

Булак эскертүүсү: İlgili түшүндүрмөда параметр artışlarının yüzdeleri konusunda ifade belirsizliği vardır. Жыйынтыктар aşağıda булактын kendi adlandırmasıyla “%5 параметр айырмасы” жана “%20 параметр айырмасы” токтоumları катары өткөрүлөтdır.

%5 kanal айырмасыnda эмне görüldü?

Açısal рул performansı yine ашып кетүү < %2, туруктуу абал катасы < 0,1° жана көзөмөлдөө катасы < 0,4° sınırlarında kalmıştır. Yani aracın жалпы рул бурчу iyi görünmeye devam etmektedir.

Бирок эки актуаторün ички күчleri artık ошол эле değildir. Düz gidiş evresinde kanallar eşit көлөмte бирок zıt yönlerde kuvvet üretmeye başlamış жана болжол менен 6 kN көлөмүnde күч кагылышы oluşmuştur.

İki kanal arasındaki сызыктуу жылыш айырмасы да болжол менен 1,1 mm'ye çıkmıştır. Бул жыйынтык, aracın dışarıdan bakılan рул бурчуnın туура olmasının актуаторлорin ички жүк бөлүштүрүүnın sağlıklı болгону anlamına gelmediğini көрсөтөт.

%20 kanal айырмасыnda sorun кантип büyüyor?

Булактын %20 параметр ар түрдүүlığı катары verdiği senaryoda рул бурчуnın komutu takip etme ийгиликsı yine ири ölçüde korunmuştur. Buna karşın эки kanal arasındaki kuvvet dengesizliği belirgin түрдө ağırlaşmıştır.

Бир актуаторün гана zemin сүрүлүү жүкünü эмес, башка актуаторün каршы yöndeki kuvvetini да yenmesi gereken токтоumlar ortaya çıkmıştır. İki kanal arasındaki сызыктуу позиция айырмасы болжол менен 4,2 mm'ye ulaşmıştır.

Verianla Live: Kanal uyumsuzluğu arttıkça позиция синхрондоштуруу

Değerler kontrol stratejisi eklenmeden мурунки эки каналдуу DEMA симуляцияlarından alınmıştır. “0%” satırı эки kanalın параметрлерinin özdeş kabul edildiği ideal токтоumu temsil eder.

Simülasyon токтоumuİki kanal arasındaki сызыктуу позиция айырмасы (mm)Булак чечмелөөu
Parametreler özdeş0,010,01 mm ичинде; күч кагылышы yok
%5 параметр айырмасы1,1Болжол менен 6 kN күч кагылышы
%20 параметр айырмасы4,2Şiddetli kuvvet dengesizliği
 

Verianla Live: 0,01 mm мааниси ширетүүta “0,01 mm ичинде”, 1,1 жана 4,2 mm маанилери болсо болжол менен маанилер катары маалымдалган; график бул kesinlik düzeyini өзгөртүүz.

Kuvvet çatışması эмне үчүн öнымдуулукli?

Изилдөөчүлөр uzun süreli күч кагылышыnın системада enerji kaybına, mekanik байланыштарın aşınmasına, туташуу элементlarında yorulmaya жана серво моторлорда температура өсүшүna yol açabileceğini belirtmektedir. Дагы ağır токтоumda kontrol туруктууlığı жана динамикалык performansın да etkilenebileceği tartışılmaktadır.

Бул gerekçeyle эки каналдуу система үчүн гана ар бир эки актуаторe ошол эле рул бурчу komutunu göndermek ордуна aralarında түздөн-түз синхрондоштуруу bağı kuran жаңы бир kontrol yapжылуулук долбоорлонгон.

Birincil–ikincil синхрондоштуруу stratejisinin айырмасы эмне?

Жаңы yapıda Channel 1 негизги канал катары тапшырма yapar. Учурдагы позиция servo системасы сакталат жана түздөн-түз araç рул бурчуnı takip eder.

Channel 2 болсо экинчи каналdır. İkinci kanal artık рул бурчуnı kendi başına референс катары kullanmaz. Bunun ордуна Channel 1'in реалдуу сызыктуу жылышsi Channel 2'nin позиция референсı hâline gelir.

Kontrol чынжырi kavramsal катары:

  1. Direksiyon açжылуулук komutu негизги каналa gönderilir.
  2. Channel 1, үч контурлуу PID жана алдын ала берүү башкаруусуyle максат açıyı üretir.
  3. Channel 1'in реалдуу DEMA сызыктуу жайгашуусу ölçülür.
  4. Бул реалдуу позиция Channel 2 үчүн жаңы референс olur.
  5. Channel 2 kendi DEMA'sını Channel 1'in fiziksel hareketini izleyecek түрдө sürer.
  6. İki актуаторün ошол эле hareketi üretmesiyle ички күч айырмасыnın азайтылышы максатlenir.

İkinci kanal kendi başına эмне kadar hassas izleyebiliyor?

Channel 2'nin birincil актуатор жайгашуунунu takip edebilmesi ayrı симуляцияla sınanmıştır. Үч döngülü PID + алдын ала берүү yapжылуулукnda:

  • туруктуу абал позиция катасы < 0,02 mm,
  • туруктуу абал evresindeki көзөмөлдөө катасы < 0,1 mm

катары билдирилген.

%20 uyumsuzluk синхрондоштуруу kontrolüyle кайра тест edildiğinde эмне oldu?

Birincil kanal параметрлерi sabit tutulmuş, ikinci kanal үчүн ширетүүta %20 параметр değişikliği senaryosu uygulanmış жана ошол эле рул кыймылы кайра simüle edilmiştir.

Araç рул бурчуnın performansı yine:

  • ашып кетүү < %2,
  • туруктуу абал катасы < 0,1°,
  • көзөмөлдөө катасы < 0,4°

катары берилген.

Дагы öнымдуулукli değişiklik актуатор kuvvetlerinde ortaya çıkmıştır. Direksiyon hareketinin başlangıcında hız жана ылдамданууnin ani değişmesine bağlanan болжол менен 0,2 saniyelik kısa süreli күч кагылышы тышкары эки kanalın çıkış kuvvetleri birbirine өтө жакын kalmış жана жүкü бирге karşılamıştır.

İki актуатор арасында болжол менен 1 mm сызыктуу жылыш айырмасы гана hareketin başlangıcındaki geçiş anında görülmüştür. Авторлор, рул бурчу жана бурчтук ылдамдык geçişlerinin дагы жумшак hâle getirilmesi токтоumunda бул başlangıç күч кагылышыnın neredeyse толукamen ortadan kaldırılabileceğini belirtmektedir.

Изилдөө колдогон жыйынтыктар

  • İncelenen платформа geometrisi үчүн merжолуi гидравликалык системаden DEMA негизиндеги электр-механикалык архитектураye geçiş, эсептелген система ağırlığını болжол менен 150 kg'dan бир kanalda 32 kg'a жана çift kanalda 40 kg'a düşürmektedir.
  • Tek kanallı DEMA, 6000 ± 500 N·m direnç моментu астында AMESim симуляцияunda төмөн ашып кетүү жана кичинекей açısal көзөмөлдөө катасы көрсөткөн.
  • Çift kanal параметрлерinin özdeş kabul edildiği ideal симуляцияда эки актуатор арасында belirgin күч кагылышы görülmemiştir.
  • Kanal параметрлерi ар түрдүүlaştırıldığında araç açжылуулук туура kalabilmesine rağmen эки актуатор арасында ciddi ички күч айырмаları жана позиция синхрондоштуруу катасы oluşabilmektedir.
  • Birincil–ikincil позиция синхрондоштуруу kontrolü, %20 ар түрдүүlık senaryosunda sürekli күч кагылышыnı ири ölçüde bastırmış жана жүкsek açısal izleme performansını korumuştur.

Изилдөөнүн destмуунediği же тест etmediği жыйынтыктар

  • Жаңы DEMA рул системасы fiziksel сыноо стендиnda ырасталган эмес.
  • Tamamen elektrikli архитектура чыныгы унаа үстүндө denenmemiştir.
  • Реалдуу arazi, дөңгөлөк–жер değişimi, darbe, термелүү жана температура циклдериnde performans gösterilmemiştir.
  • Uzun döнымдуулук актуатор ömrü же planetary roller screw чарчоо сыноосу yapılmamıştır.
  • Servo моторların реалдуу termal жүрүш-турушı deneysel катары ырасталган эмес.
  • Senkronizasyon stratejisinin бардык olası өндүрүш толеранттуулуктары жана бузулуу токтоumlarında күч кагылышыnı толукamen ortadan kaldırdığı далилlanmamıştır.
  • Болжол менен 0,2 saniyelik başlangıç күч кагылышыnın чыныгы унааta ишенимli болгону бул изилдөөdan çıkarılamaz.

Изилдөөнүн ыкмасы жана жыйынтыктары

Изилдөө агымı

Изилдөөнүн ыкмаsel агымı төрт негизги aşamadan турат:

  1. İlk nesil merжолуi гидравликалык рул системасынын kütle, entegrasyon жана kontrol чектөөлөрının мааниlendirilmesi.
  2. Tam электрлештирүү үчүн gerekli kuvvet, жүрүш, hız жана момент маанилериnin geometrik/механикалык түрдө hesaplanması.
  3. Tek жана эки каналдуу DEMA компоненттерnin planetary roller screw жана серво мотор seviyesinde boyutlandırılması.
  4. Tek kanal, ideal çift kanal, параметр uyumsuz çift kanal жана birincil–ikincil синхрондоштуруу kontrollü çift kanal yapılarının AMESim orтолукında karşılaştırılması.

Tek kanallı mekanik boyutlandırma

Boyutlandırma değişkeniЖыйынтык
Maksimum сызыктуу күч56 kN
Vida октук нормалдуу чыңалууsi98 MPa
Vida моментu39,7 N·m
Vida эквиваленттик чыңалууsi100 MPa
Gerekli винт hızı2250 rpm
Seçilen мотордун номиналдык моменти43,5 N·m
Seçilen мотордун номиналдык ылдамдыгы2350 rpm

Çift kanallı mekanik boyutlandırma

Ар бир бир kanal үчүн değişkenЖыйынтык
Maksimum сызыктуу күч28 kN
Vida октук нормалдуу чыңалууsi80,9 MPa
Vida моментu19,8 N·m
Vida эквиваленттик чыңалууsi83 MPa
Gerekli винт hızı2250 rpm
Seçilen мотордун номиналдык моменти25,6 N·m
Seçilen мотордун номиналдык ылдамдыгы2800 rpm

AMESim жүк koşulu

Бүткүл негизги салыштырууlarda 6000 N·m sabit жер сүрүлүү моментиna ±500 N·m кокус бузуу моменти eklenmiştir. Aynı +30°, 0° жана −30° референс катары колдонуу менен архитектураler салыштырылган.

Açısal izleme жыйынтыктарı

Kontrol токтоumuAşımKararlı токтоum катасыİzleme катасы
Tek kanallı DEMA< %2< 0,1°< 0,4°
Çift kanal, özdeş параметрлер< %2< 0,1°< 0,4°
Çift kanal, %5 айырма senaryosu< %2< 0,1°< 0,4°
Çift kanal, %20 айырма senaryosu< %2< 0,1°< 0,4°
%20 айырма + синхрондоштуруу kontrolü< %2< 0,1°< 0,4°

Бул жыйынтык, гана araç рул бурчуna bakmanın çift актуатор системасыndeki ички күч кагылышыnı аныктоо etmek үчүн yeterli болбогонун көрсөтөт. Kanal параметрлерi ар түрдүү olduğunda dışarıdan görülen açısal izleme doğruluğu жүкsek kalırken ички күч жана позиция синхрондоштуруу ciddi түрдө bozulabilmektedir.

Kanal синхрондоштуруу жыйынтыктарı

DurumKonum айырмасыKuvvet жүрүш-турушı
Özdeş параметрli çift kanal0,01 mm ичиндеİki kanalın kuvvetleri ошол эле; күч кагылышы yok
%5 айырма senaryosuБолжол менен 1,1 mmDüz айдооte болжол менен 6 kN karşıt kuvvet
%20 айырма senaryosuБолжол менен 4,2 mmŞiddetli kuvvet dengesizliği жана karşılıklı direnç
%20 айырма + birincil–ikincil kontrolBaşlangıçta болжол менен 1 mmБолжол менен 0,2 s geçici çatışma; ardından kuvvetler жүкsek ölçüde ылайыктуу

İkincil kanal takip performansı

Channel 2'nin Channel 1 жайгашуунунu takip ettiği ayrı симуляцияда туруктуу абал катасы 0,02 mm'nin, туруктуу абал көзөмөлдөө катасы болсо 0,1 mm'nin астында kalmıştır.

Изилдөөнүн негизги чектөөлөрı

  • Жаңы электр-механикалык рул архитектурасы гана AMESim симуляцияuyla бааланган.
  • Direksiyon komutları синхрондоштуруу жана күч кагылышыnı incelemek үчүн basitleştirilmiş үзгүлтүксүз таяныч sinyalleridir.
  • Bench тестi yapılmamıştır.
  • Реалдуу унаа тести yapılmamıştır.
  • Sürekli değişen чыныгы айдоо маршруттары жана дискреттүү рул буйруктары henüz ырасталган эмес.
  • PID параметрлерi iteratif симуляция ayarıyla seçilmiş olup fiziksel система ince ayarı gelecekteki изилдөө катары bırakılmıştır.

Булак жана ыкма жөнүндө эскертүү

Tam оригиналдуу изилдөө adı: Study он a Fully Electrified Steering System and Its Control Strategies for Heavy-Duty Wheeled Platforms

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

Yazar sırası: Булактаки оригиналдуу sıra korunmuştur.

Eş katkı/eş birinci yazar: Булакта eş katkı же eş birinci yazar beyanı жок.

Sorumlu авторлор: Xiaming Yuan жана Jihong Zhu.

Мекемелер: 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.

Журнал: Machines.

Басма: MDPI, Basel, Switzerland.

Cilt / макала 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.

Булак түрү жана рецензияланганk токтоumu: Hakemli изилдөө макалаsidir. Mekanik boyutlandırma, kontrol системасы иштеп чыгуу жана AMESim негизиндеги симуляция analizi камтыйт.

Расмий жарыялоо шилтемеси:MDPI resmî макала sayfası.

Лицензия: Creative Commons Attribution (CC BY).

Каржылоо: Изилдөө сырткы finansman alınmadığını bildirmektedir.

Маалымат жеткиликтүүлүгү: Изилдөөнүн merжолуi табылгаларыnı destekleyen маалымат топтомуnin макала ичинде түздөн-түз bulunduğu, ek маалыматтарыn sorumlu авторлорdan talep edilebileceği belirtilmiştir.

Кызыкчылыктардын кагылышы: Авторлор çıkar çatışması болбогонун beyan etmiştir.

Автордук салымдар: Kavramsallaştırma Shicheng Zheng, Xiaming Yuan жана Jihong Zhu; ыкма Shicheng Zheng жана Tianxiang Qin; yazılım Shicheng Zheng, Jingkun Wei жана Jiaming Cheng; ырастоо Shicheng Zheng, Xiaming Yuan жана Jihong Zhu; resmi analiz Shicheng Zheng, Tianxiang Qin, Jingkun Wei жана Jiaming Cheng; изилдөө Xiaming Yuan жана Jihong Zhu; ширетүүlar Xiaming Yuan жана Jihong Zhu; маалымат kürasyonu Shicheng Zheng, Tianxiang Qin, Jingkun Wei жана Jiaming Cheng; ilk taslak Shicheng Zheng, Tianxiang Qin, Jingkun Wei жана Jiaming Cheng; gözden geçirme жана жөнгө салуу Shicheng Zheng, Xiaming Yuan жана Jihong Zhu; süpervizyon, proje yönetimi жана finansman edinimi Xiaming Yuan жана Jihong Zhu катары билдирилген.

Deneysel ырастоо sınırı: Изилдөөда сунушталган бир жана эки каналдуу толугу менен электрдик DEMA рул системаларi стенд сыноосу же чыныгы унаа deneyiyle ырасталган эмес. Изилдөөнүн жыйынтыктарı AMESim симуляцияlarına дакүйүүktadır. Булактаки fiziksel fotoğraflar ilk nesil гидравликалык рул системасынын компоненттерni көрсөтөт.

Булак ички bölüm numarası эскертүүсү: Girişteki макала organizasyonu түшүндүрмөсү менен реалдуу негизги bölüm numaraları толук катары uyuşmamaktadır. Булактын реалдуу bölüm başlıkları esas alınmış, numaralandırma sessizce yeniden чечмелөөlanmamıştır.

Булак ички terminoloji эскертүүсү: Direksiyon системасынын sorunları tartışılırken bazı cümlelerde “centralized hydraulic suspension system” ifadesi колдонулат. Çevredeki bölüm, сүрөт жана mühendislik bağlamı рул системасыэмне ilişkindir; бул terminoloji жылышsı ширетүү ички editoryal бир tutarsızlık катары эскертүү edilmiştir.

Parametre айырмасы belirsizliği: Çift kanallı uyumsuzluk түшүндүрмөсүnda бир cümle Channel 2'nin kontrol параметрлерi жана joint stiffness маанилериnin “sırasıyla %5 жана %20” artırıldığını söylerken, devamındaki жыйынтыктар ayrı “%5 параметр айырмасы” жана “%20 параметр айырмасы” senaryoları катары sunulmaktadır. Ошондуктан тестlerin параметр bazındaki yüzde dağılımı ширетүү metinden бир anlamlı түрдө çıkarılamamaktadır. Verianla metninde жыйынтыктар булактын kullandığı senaryo adlarıyla aktarılmıştır.

Bilimsel мазмун sınırı: Бул metindeki mekanik boyutlandırma, kontrol yapıları, симуляция шарттары жана сандык жыйынтыктар incelenen изилдөөya дакүйүүktadır. Сырткы ширетүүlardan жаңы bilimsel performans, deney же mekanizma eklenmemiştir. Сырткы kontrol гана bibliyoграфик жарыялоо идентификациясыni ырастооk amacıyla колдонулган.

Негизги чечмелөө sınırı: Жыйынтыктар incelenen оор кызматтык платформа geometrisi жана AMESim модель шарттары үчүн ön ырастоо сапаттыкiğindedir. Изилдөөнүн kendisi да система devreye alma, PID ince ayarı, дискреттүү рул буйруктары, sürekli değişen рул yörüngeleri, bench тестleri жана реалдуу изилдөө шарттарыndaki araç deneylerini келечектеги иш катары belirtmektedir.


Бөлүшүү:

Пикирлер текшерилгенден кийин жарыяланат.Пикириңиз жактыруу процессине жөнөтүлүп, ылайыктуу деп табылганда көрүнөт.

Пикир калтырыңыз

E-mail дарегиңиз жарыяланбайт. Милдеттүү талаалар * менен белгиленген

Бул сайтта кукилерге уруксат берүү тажрыйбаңызды жакшыртат. Куки саясаты