Ин таҳқиқот таҳия кардани меъмории комилан барқии идоракунии рулро барои платформаи чархдори бесарнишини вазнин, ки ба актуаторҳои электромеханикии мустақимҳаракаткунанда асос ёфтааст, ба ҷойи системаи мутамаркази гидравликии рул бо вазни тақрибан 150 kg ва омӯзиши рафтори идоракунии ин меъморӣ тавассути симулятсияҳои AMESim баррасӣ мекунад. Дар ҳалли якканалии DEMA вазни система тақрибан 32 kg ва дар ҳалли дуканалӣ тақрибан 40 kg нишон дода шудааст. Дар симулятсияҳое, ки дар зери моменти муқовимати рул 6000 ± 500 N·m аз PID-и сесиклӣ ва идоракунии пешхӯронӣ истифода мебаранд, аз ҳад гузариш аз %2, хатои кунҷии ҳолати устувор аз 0,1° ва хатои пайгирӣ аз 0,4° кам мондааст. Бо вуҷуди ин, таҳқиқот прототипи ҷисмонии DEMA, стенди озмоишӣ ё санҷиши воқеии воситаи нақлиётро пешниҳод намекунад; натиҷаҳои системаи нави барқӣ ба симулятсия асос ёфтаанд.

Нуқтаи оғози муҳаққиқон танҳо вазни системаи гидравликӣ нест. Зарфи гидравликӣ, насоси электрогидравликӣ, хатҳои дарози қубур ва контури гидравликие, ки ду механизми рулро дар системаи насли аввал ба ҳам мепайвандад, аз ҷиҳати ҳамгироӣ, нигоҳдорӣ, интиқоли энергия ва модулнокӣ маҳдудиятҳо эҷод мекунанд. Дар таҳқиқот пешниҳод мешавад, ки механизми мавҷудаи пайванди рул нигоҳ дошта шавад, ҷузъҳои тавлид ва интиқоли қувваи гидравликӣ хориҷ карда шаванд ва ба ҷойи онҳо актуаторҳои электромеханикии мустақимҳаракаткунандаи фишурда истифода шаванд.

Гарчанде ҳалли якканалӣ мушкили бархӯрди қувваҳоро аз ҷиҳати сохторӣ бартараф мекунад, он талаботи қувва ва идоракунии гармии як муҳаррикро зиёд менамояд. Аз ин рӯ, муҳаққиқон дар марҳилаи дуюм сохтори дуканалиро омӯхтанд, ки бори умумии рулро байни ду DEMA тақсим мекунад. Вақте параметрҳои ду канал комилан яксон қабул шуданд, фарқи мавқеи хаттии байни ду актуатор дар ҳудуди 0,01 mm монд. Аммо дар симулятсияе, ки дар манбаъ ҳамчун фарқи %5-и параметрҳо номида шудааст, фарқи мавқеъ тақрибан ба 1,1 mm расид ва бархӯрди қувваҳо ба андозаи тақрибан 6 kN мушоҳида шуд; дар сенарияи фарқи %20 фарқи мавқеъ тақрибан то 4,2 mm афзуд.

Барои коҳиш додани ин мушкил идоракунии ҳамоҳангсозии мавқеи асосӣ–пайрав таҳия шудааст. Канали якум кунҷи дилхоҳи рулро мустақим пайгирӣ мекунад, дар ҳоле ки канали дуюм ба ҷойи мустақилона пайгирӣ кардани фармони рули воситаи нақлиёт, мавқеи воқеии хаттии актуатори якумро ҳамчун истинод қабул мекунад. Дар сенарияи фарқи %20-и каналҳо ин сохтор, дар ҳоле ки иҷрои пайгирии кунҷиро нигоҳ дошт, бархӯрди доимии қувваҳоро ба таври назаррас фурӯ нишонд; танҳо дар оғози ҳаракати рул бархӯрди гузарои қувваҳо ба муддати тақрибан 0,2 сония ва фарқи мавқеъ ба андозаи тақрибан 1 mm боқӣ монд.

Аз назари Туркия, таҳқиқот метавонад аз ҷиҳати методӣ барои воситаҳои нақлиёти барқии вазнин, платформаҳои мобилии махсус ва системаҳои steer-by-wire ё роҳнамоии электромеханикӣ, ки қувваи зиёд талаб мекунанд, арзёбӣ шавад. Аммо дар манбаъ воситаҳои нақлиёти Туркия, қоидаҳои маҳаллӣ, инфрасохтори истеҳсолӣ ё давраҳои воқеии вазифаҳои саҳроӣ баррасӣ нашудаанд. Қобилияти татбиқи тарҳ бо массаҳои гуногуни нақлиёт, шароити шина–замин, ҳароратҳои муҳит ва ҷузъҳои маҳаллӣ бояд алоҳида санҷида шавад.

Дар системаи гидравликии рули насли аввал чӣ мавҷуд буд?

Платформаи вазнини насли аввали гурӯҳи таҳқиқотӣ ҳашт чархи мустақилҳаракаткунанда дорад ва барои дастгирии режими рули дифференсиалӣ, рули Ackermann ва роҳнамоии таркибӣ таҳия шудааст. Системаи рули насли аввал, ки омӯхта шудааст, ба манбаи мутамаркази қувваи гидравликӣ такя мекунад.

Ҷузъҳои асосии система инҳоянд:

• Механизми пайванди рул,
• механизми асосии рул,
• механизми дуюмдараҷаи рул,
• зарфи гидравликӣ,
• хатҳои қубури гидравликӣ,
• насоси электрогидравликӣ.

Насоси электрогидравликӣ моеъи фишордорро ба механизми асосии рул мефиристад. Азбаски камераҳои дохилии гидравликии механизмҳои асосӣ ва дуюмдараҷаи рул ба ҳам пайвастанд, механизми дуюм низ ҳамзамон бо якум ҳаракат мекунад. Бартарии муҳими ин пайванди ҷисмонии гидравликӣ он аст, ки force fighting ё бархӯрди қувваҳо, яъне тавлид шудани қувваҳои муқобили ҳам аз ҷониби ду актуатори алоҳида, ба таври табиӣ маҳдуд мешавад.

Аммо, бо назардошти он ки вазни система бе механизми пайванди рул тақрибан 150 kg аст ва ҷузъҳое чун қубурҳои гидравликӣ, насос ва зарф дар қисмҳои гуногуни кузови воситаи нақлиёт паҳн шудаанд, муҳаққиқон ҳалли электромеханикии бештар ҳамгирошударо ҷустуҷӯ карданд.

Равиши электрикунонии пурра чиро тағйир медиҳад?

Дар тарҳи нав механизми мавҷудаи пайванди рул нигоҳ дошта мешавад. Механизмҳои гидравликии асосӣ ва дуюмдараҷаи рул бо актуаторҳои электромеханикӣ иваз мешаванд; зарфи гидравликӣ, насос ва шабакаи қубурҳо аз система хориҷ карда мешаванд.

Дар таҳқиқот барои платформаи вазнин талаботи зерини рул муайян шудааст:

Ҳалли барқӣ геометрияеро истифода мебарад, ки дар он актуатори электромеханикии тавлидкунандаи ҳаракати хаттӣ ба бозуи ларзандае пайваст мешавад, ки rocker arm номида шудааст. Вақте рул дар мавқеи марказӣ қарор дорад, меҳвари актуатор ба меҳвари бозу перпендикуляр аст ва масофаи байни пайванди қафои актуатор ва меҳвари гардиш 400 mm мебошад.

Чаро актуатор бояд ҳадди ақал 56 kN қувва тавлид кунад?

Дар таҳлили геометрӣ, вақте актуатор дар кӯтоҳтарин мавқеъ аст, масофа байни пайванди қафо ва меҳвари гардиш 236 mm ва бозуи эквивалентии момент 147 mm мебошад. Вақте актуатор дар дарозтарин мавқеъ аст, ин масофа ба 564 mm ва бозуи эквивалентии момент ба 207 mm мерасад.

Системаи рул бояд моменти максималии баромади 8000 N·m-ро таъмин кунад. Душвортарин ҳолати қувва дар бозуи моменти 147 mm ба вуҷуд меояд. Бо қабули самаранокии механизми ниҳоӣ баробар ба %98, таҳқиқот ҳисоб мекунад, ки қувваи умумии хаттии актуатор бояд ҳадди ақал 56 kN бошад.

Душвортарин ҳолат аз ҷиҳати суръат дар бозуи моменти 207 mm ба вуҷуд меояд. Барои суръати рули 6,7 rpm, суръати хаттии актуатор ҳадди ақал 146 mm/s ҳисоб шудааст. Барои диапазони геометрии ҳаракат, гардиши зарурӣ ҳадди ақал 328 mm мебошад.

Дар натиҷаи ин таҳлил ҳудудҳои асосии ҳадафӣ барои DEMA чунин муайян шудаанд:

• гардиши самаранок ≥ 330 mm,
• суръати максималии хаттӣ ≥ 150 mm/s,
• қувваи максималии хаттӣ ≥ 56 kN

муайян шудаанд.

DEMA чист ва ҳаракати мустақим чӣ гуна таъмин мешавад?

Дар меъмории интихобшудаи Direct-drive Electro-mechanical Actuator (DEMA) ротори сервомотор ва гайкаи planetary roller screw ба як сохтори ягонаи ҳамгирошуда муттаҳид шудаанд. Муҳаррик гайкаро мустақим мегардонад; винт ин ҳаракати гардиширо ба ҳаракати хаттии меҳвари баромад табдил медиҳад.

Ҳадафи ин меъморӣ кам кардани ниёз ба марҳилаи алоҳидаи редукторӣ байни муҳаррик ва механизми винт ва фишурдатар кардани актуатори электромеханикӣ мебошад.

DEMA-и якканалӣ чӣ гуна андозабандӣ шуд?

Азбаски як актуатор тамоми бори максималии хаттиро мебардорад, он мувофиқи қувваи баромади 56 kN андозабандӣ шудааст. Коэффисиенти бехатарӣ 1,5 гирифта шуда, GSA RGTI30-4 reverse planetary roller screw интихоб шудааст.

Шиддат дар винт чӣ гуна санҷида шуд?

Барои қувваи максималии хаттии 56 kN шиддати нормалии меҳварии винт:

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

ҳисоб шудааст. Дар ин ҷо \(F_{\mathrm{emamax}}\) қувваи максималии хаттии актуатор ва \(d_s\) диаметри қадами 27 mm-и винтро ифода мекунад.

Бо қабули самаранокии planetary roller screw ҳамчун \(\eta_{prs}=0,9\), моменти зарурии винт:

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

ба даст омадааст. \(P_s=4\) mm қадами винт мебошад.

Дар ҳисоби шиддати мураккаб:

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

ба даст омадааст. Азбаски дар таҳқиқот барои маводи GCr15 шиддати ҷорӣ 835 MPa ва шиддати иҷозашуда 210 MPa нишон дода шудааст, муҳаққиқон ин андозабандии винтро аз ҷиҳати устуворӣ мувофиқ мешуморанд.

Чаро барои суръати хаттии 150 mm/s муҳаррик бояд ба 2250 rpm расад?

Азбаски қадами винт 4 mm аст, суръати зарурии гардиш:

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

ҳисоб шудааст. \(v_{\max}=150\) mm/s суръати хаттӣ мебошад. Суръати номиналии 2350 rpm ва моменти номиналии 43,5 N·m-и муҳаррики интихобшудаи KBM-45X02B аз талаботи ҳисобшудаи 2250 rpm ва 39,7 N·m зиёдтаранд.

Системаи идоракунии якканалӣ чӣ гуна кор мекунад?

Барои DEMA дар муҳити AMESim модели ҳалқаи пӯшидаи мавқеъ сохта шудааст. Меъмории идоракунӣ сохтори PID-и сесиклиро бо идоракунии пешхӯронӣ муттаҳид мекунад. Муҳаққиқон қайд мекунанд, ки параметрҳои PID дар сенарияҳои гуногуни корӣ тавассути чанд даври танзими итеративӣ интихоб шудаанд; ҳадаф эҷоди тавозун байни суръати ҷавоб, дақиқии пайгирӣ, аз ҳад гузариш ва устуворӣ будааст.

Ҷузъи пешхӯронӣ ба ҷойи ислоҳи таъсир танҳо пас аз ба вуҷуд омадани хато тавассути алоқаи бозгашт, таъсири тағйири фармонро пешакӣ ҷуброн кардан мехоҳад.

Симулятсияи якканалӣ зери кадом бор гузаронида шуд?

Ба механизми рул моменти доимии соиши замин 6000 N·m ва ба он иловашуда моменти тасодуфии халалрасон ±500 N·m татбиқ шудааст.

Пайдарпаии фармони рул чунин аст:

Дар симулятсия кунҷи рул сигнали фармонро зуд пайгирӣ кардааст. Ҳудудҳои иҷроиш, ки дар таҳқиқот гузориш шудаанд:

• аз ҳад гузариш < %2,
• хатои кунҷии ҳолати устувор < 0,1°,
• хатои пайгирӣ < 0,4°

мебошанд. Ҳаракати рули ±30° ба ҷойивазкунии хаттии актуатор тақрибан ±125 mm мувофиқат кардааст.

Чаро ба ду актуатор гузаштанд?

Ҳалли якканалӣ аз ҷиҳати пешгирии бархӯрди қувваҳо содда аст; аммо муҳаққиқон қайд мекунанд, ки як актуатор қувваи нисбатан зиёди муҳаррик ва идоракунии гармиро талаб мекунад. Аз ин рӯ, қувваи умумии рул байни ду DEMA-и баробар тақсим шудааст.

Дар ҳалли дуканалӣ қувваи максималии хаттӣ барои ҳар актуатор 28 kN мебошад.

Вазни умумии системаи дуактуаторӣ тақрибан 40 kg нишон дода шудааст.

Verianla Live: Ҷадвали намоёни HTML source-of-truth-и илмӣ мебошад. Аниматсия танҳо намоиши интерактивии ҳамин қиматҳои манбаъ аст.

Агар ду канал комилан яксон бошанд, чӣ мешавад?

Дар модели дуканалии AMESim дар оғоз параметрҳои идоракунӣ ва механикии ду канал яксон қабул шуданд. Зери ҳамон моменти муқовимати 6000 ± 500 N·m ва ҳамон пайдарпаии фармонҳои рул иҷрои идоракунии кунҷӣ тақрибан ҳамон тавре монд, ки дар системаи якканалӣ:

• аз ҳад гузариш < %2,
• хатои ҳолати устувор < 0,1°,
• хатои пайгирӣ < 0,4°.

Қувваҳои ду актуатор баробар монда, фарқи ҷойивазкунии хаттӣ дар тамоми ҳаракати рул дар ҳудуди 0,01 mm нигоҳ дошта шуд. Дар ин ҳолати идеалӣ бархӯрди қувваҳо мушоҳида нашуд.

Чаро дар муҳандисии воқеӣ каналҳо яксон намемонанд?

Муҳаққиқон таъкид мекунанд, ки хатоҳои ченкунӣ, сахтии пайванд, параметрҳои идоракунӣ ва хусусиятҳои динамикии ду актуатори воқеӣ наметавонанд комилан яксон бошанд. Аз ин рӯ, бо тағйир додани параметрҳои Channel 2 сенарияҳои номувофиқии каналҳо сохта шуданд.

Эзоҳи манбаъ: Дар тавсифи дахлдор дар бораи фоизҳои зиёдшавии параметрҳо норавшанӣ вуҷуд дорад. Натиҷаҳо дар поён бо номгузории худи манбаъ ҳамчун ҳолатҳои “%5 фарқи параметр” ва “%20 фарқи параметр” пешниҳод мешаванд.

Дар фарқи %5-и канал чӣ мушоҳида шуд?

Иҷрои кунҷии рул боз ҳам дар ҳудудҳои аз ҳад гузариш < %2, хатои ҳолати устувор < 0,1° ва хатои пайгирӣ < 0,4° монд. Яъне кунҷи умумии рули воситаи нақлиёт аз берун ҳамоно хуб менамуд.

Аммо қувваҳои дохилии ду актуатор дигар яксон набуданд. Дар марҳилаи ҳаракати рост каналҳо ба тавлиди қувваҳои баробарандоза, вале самташон муқобил оғоз карданд ва бархӯрди қувваҳо ба андозаи тақрибан 6 kN ба вуҷуд омад.

Фарқи ҷойивазкунии хаттии байни ду канал низ тақрибан ба 1,1 mm расид. Ин натиҷа нишон медиҳад, ки дуруст будани кунҷи рули аз берун дидашаванда маънои солим будани тақсимоти бори дохилии актуаторҳоро надорад.

Дар фарқи %20-и канал мушкил чӣ гуна зиёд мешавад?

Дар сенарияе, ки манбаъ ҳамчун фарқи %20-и параметрҳо нишон медиҳад, қобилияти кунҷи рул барои пайгирии фармон боз ҳам асосан нигоҳ дошта шуд. Аммо номувозинии қувваҳо байни ду канал ба таври назаррас шадидтар шуд.

Ҳолатҳое ба вуҷуд омаданд, ки як актуатор бояд на танҳо бори соиши замин, балки қувваи муқобили актуатори дигарро низ бартараф кунад. Фарқи мавқеи хаттии байни ду канал тақрибан ба 4,2 mm расид.

Verianla Live: Қимати 0,01 mm дар манбаъ ҳамчун “дар ҳудуди 0,01 mm”, қиматҳои 1,1 ва 4,2 mm ҳамчун қиматҳои тахминӣ гузориш шудаанд; график ин сатҳи дақиқиро тағйир намедиҳад.

Чаро бархӯрди қувваҳо муҳим аст?

Муҳаққиқон қайд мекунанд, ки бархӯрди тӯлонии қувваҳо метавонад ба талафи энергия дар система, фарсудашавии пайвандҳои механикӣ, хастагии унсурҳои пайвасткунанда ва баландшавии ҳарорати сервомоторҳо оварда расонад. Дар ҳолатҳои шадидтар, устувории идоракунӣ ва иҷрои динамикӣ низ метавонанд таъсир бинанд.

Бо ҳамин асос барои системаи дуканалӣ, ба ҷойи танҳо фиристодани як фармони кунҷи рул ба ҳар ду актуатор, сохтори нави идоракунӣ тарҳрезӣ шудааст, ки байни онҳо пайванди мустақими ҳамоҳангсозӣ месозад.

Фарқи стратегияи ҳамоҳангсозии асосӣ–пайрав дар чист?

Дар сохтори нав Channel 1 ҳамчун канали асосӣ амал мекунад. Системаи мавҷудаи сервои мавқеъ нигоҳ дошта мешавад ва мустақиман кунҷи рули воситаи нақлиётро пайгирӣ мекунад.

Channel 2 бошад канали пайрав аст. Канали дуюм дигар кунҷи рулро ҳамчун истиноди мустақил истифода намекунад. Ба ҷойи ин, ҷойивазкунии воқеии хаттии Channel 1 ба истиноди мавқеъ барои Channel 2 табдил меёбад.

Занҷири идоракунӣ ба таври консептуалӣ чунин аст:

1. Фармони кунҷи рул ба канали асосӣ фиристода мешавад.
2. Channel 1 бо PID-и сесиклӣ ва идоракунии пешхӯронӣ кунҷи ҳадафро тавлид мекунад.
3. Мавқеи воқеии хаттии DEMA-и Channel 1 чен карда мешавад.
4. Ин мавқеи воқеӣ барои Channel 2 ба истиноди нав табдил меёбад.
5. Channel 2 DEMA-и худро тавре идора мекунад, ки ҳаракати ҷисмонии Channel 1-ро пайгирӣ кунад.
6. Бо тавлиди як ҳаракат аз ҷониби ҳар ду актуатор, коҳиш додани фарқи қувваҳои дохилӣ ҳадаф гирифта мешавад.

Канали дуюм мустақилона то чӣ андоза дақиқ пайгирӣ карда метавонад?

Қобилияти Channel 2 барои пайгирии мавқеи актуатори асосӣ дар симулятсияи алоҳида санҷида шудааст. Дар сохтори PID-и сесиклӣ + пешхӯронӣ:

• хатои мавқеи ҳолати устувор < 0,02 mm,
• хатои пайгирии марҳилаи ҳолати устувор < 0,1 mm

гузориш шудааст.

Вақте номувофиқии %20 бо идоракунии ҳамоҳангсозӣ боз санҷида шуд, чӣ рӯй дод?

Параметрҳои канали асосӣ собит нигоҳ дошта шуданд, барои канали дуюм сенарияи тағйири %20-и параметрҳо, ки дар манбаъ дода шудааст, татбиқ гардид ва ҳамон ҳаракати рул дубора симулятсия шуд.

Иҷрои кунҷи рули воситаи нақлиёт боз:

• аз ҳад гузариш < %2,
• хатои ҳолати устувор < 0,1°,
• хатои пайгирӣ < 0,4°

нишон дода шудааст.

Тағйири муҳимтар дар қувваҳои актуатор ба вуҷуд омад. Ба истиснои бархӯрди кӯтоҳмуддати қувваҳо ба муддати тақрибан 0,2 сония дар оғози ҳаракати рул, ки ба тағйири ногаҳонии суръат ва шитоб нисбат дода шудааст, қувваҳои баромади ду канал ба ҳам хеле наздик монданд ва борро якҷоя бардоштанд.

Фарқи ҷойивазкунии хаттӣ ба андозаи тақрибан 1 mm байни ду актуатор танҳо дар лаҳзаи гузариш дар оғози ҳаракат мушоҳида шуд. Муаллифон мегӯянд, ки агар гузаришҳои кунҷи рул ва суръати кунҷӣ ҳамвортар гарданд, ин бархӯрди ибтидоии қувваҳо қариб пурра бартараф шуда метавонад.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

• Барои геометрияи платформаи омӯхташуда гузариш аз системаи мутамаркази гидравликӣ ба меъмории электромеханикии DEMA вазни ҳисобшудаи системаро аз тақрибан 150 kg ба 32 kg дар як канал ва 40 kg дар ду канал коҳиш медиҳад.
• DEMA-и якканалӣ дар симулятсияи AMESim зери моменти муқовимати 6000 ± 500 N·m аз ҳад гузариши паст ва хатои хурди кунҷии пайгирӣ нишон додааст.
• Дар симулятсияи идеалӣ, ки параметрҳои ду канал яксон қабул шудаанд, байни ду актуатор бархӯрди назарраси қувваҳо мушоҳида нашудааст.
• Вақте параметрҳои каналҳо фарқ мекунанд, ҳатто агар кунҷи воситаи нақлиёт дуруст монад, байни ду актуатор фарқҳои ҷиддии қувваҳои дохилӣ ва хатои ҳамоҳангсозии мавқеъ ба вуҷуд омада метавонанд.
• Идоракунии ҳамоҳангсозии мавқеи асосӣ–пайрав дар сенарияи фарқи %20 бархӯрди доимии қувваҳоро ба таври назаррас фурӯ нишонда ва иҷрои баланди пайгирии кунҷиро нигоҳ доштааст.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад ё санҷида нашудаанд

• Системаи нави рули DEMA дар стенди ҷисмонии озмоишӣ тасдиқ нашудааст.
• Меъмории комилан барқӣ дар воситаи нақлиёти воқеӣ санҷида нашудааст.
• Иҷро дар шароити воқеии роҳ, тағйири шина–замин, зарба, ларзиш ва даврҳои ҳароратӣ нишон дода нашудааст.
• Санҷиши умри дарозмуддати актуатор ё хастагии planetary roller screw гузаронида нашудааст.
• Рафтори воқеии гармии сервомоторҳо таҷрибавӣ тасдиқ нашудааст.
• Исбот нашудааст, ки стратегияи ҳамоҳангсозӣ дар тамоми таҳаммулҳои эҳтимолии истеҳсолӣ ва ҳолатҳои носозӣ бархӯрди қувваҳоро пурра бартараф мекунад.
• Аз ин таҳқиқот хулоса кардан мумкин нест, ки бархӯрди ибтидоии қувваҳо ба муддати тақрибан 0,2 сония дар воситаи нақлиёти воқеӣ бехатар аст.

Усул ва натиҷаҳои таҳқиқот

Ҷараёни таҳқиқот

Ҷараёни методии таҳқиқот аз чор марҳилаи асосӣ иборат аст:

1. Арзёбии маҳдудиятҳои масса, ҳамгироӣ ва идоракунии системаи мутамаркази гидравликии рули насли аввал.
2. Ҳисоби геометрӣ/механикии қувва, гардиш, суръат ва моментҳои зарурӣ барои электрикунонии пурра.
3. Андозабандии ҷузъҳои DEMA-и як ва дуканалӣ дар сатҳи planetary roller screw ва сервомотор.
4. Муқоисаи сохторҳои якканалӣ, дуканалии идеалӣ, дуканалии параметрҳояш номувофиқ ва дуканалии бо идоракунии ҳамоҳангсозии асосӣ–пайрав дар муҳити AMESim.

Андозабандии механикии якканалӣ

Андозабандии механикии дуканалӣ

Шарти бори AMESim

Дар ҳамаи муқоисаҳои асосӣ ба моменти доимии соиши замин 6000 N·m моменти тасодуфии халалрасон ±500 N·m илова шудааст. Бо ҳамон пайдарпаии истинодии +30°, 0° ва −30° меъмориҳо муқоиса шудаанд.

Натиҷаҳои пайгирии кунҷӣ

Ин натиҷа нишон медиҳад, ки танҳо ба кунҷи рули воситаи нақлиёт нигоҳ кардан барои ошкор кардани бархӯрди қувваҳои дохилӣ дар системаи дуактуаторӣ кофӣ нест. Вақте параметрҳои каналҳо фарқ мекунанд, дақиқии кунҷии аз берун дидашаванда метавонад баланд монад, дар ҳоле ки қувваи дохилӣ ва ҳамоҳангсозии мавқеъ ба таври ҷиддӣ бад мешаванд.

Натиҷаҳои ҳамоҳангсозии каналҳо

Иҷрои пайгирии канали дуюм

Дар симулятсияи алоҳида, ки Channel 2 мавқеи Channel 1-ро пайгирӣ мекард, хатои ҳолати устувор аз 0,02 mm ва хатои пайгирии ҳолати устувор аз 0,1 mm кам буд.

Маҳдудиятҳои асосии таҳқиқот

• Меъмории нави электромеханикии рул танҳо бо симулятсияи AMESim арзёбӣ шудааст.
• Фармонҳои рул барои омӯзиши ҳамоҳангсозӣ ва бархӯрди қувваҳо сигналҳои содакардашудаи истинодии пайваста мебошанд.
• Bench тест гузаронида нашудааст.
• Санҷиши воқеии воситаи нақлиёт гузаронида нашудааст.
• Масирҳои воқеии пайваста тағйирёбандаи ронандагӣ ва фармонҳои дискретии рул ҳанӯз тасдиқ нашудаанд.
• Параметрҳои PID бо танзими итеративии симулятсия интихоб шудаанд ва танзими дақиқ дар системаи ҷисмонӣ ҳамчун кори оянда гузошта шудааст.

Ёддошт оид ба манбаъ ва усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: Study on a Fully Electrified Steering System and Its Control Strategies for Heavy-Duty Wheeled Platforms

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

Тартиби муаллифон: Тартиби аслии манбаъ нигоҳ дошта шудааст.

Ҳиссаи баробар/муаллифи якуми баробар: Дар манбаъ баёнияи ҳиссаи баробар ё муаллифи якуми баробар мавҷуд нест.

Муаллифони масъул: Xiaming Yuan ва Jihong Zhu.

Муассисаҳо: 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.

Маҷалла: Machines.

Ношир: MDPI, Basel, Switzerland.

Ҷилд / рақами мақола: 14, 684.

DOI: 10.3390/machines14060684.

Санаи қабул: 21 Апрел 2026.

Санаи бознигарӣ: 27 Май 2026.

Санаи қабул: 10 Июн 2026.

Санаи нашр: 12 Июн 2026.

Навъи манбаъ ва ҳолати баррасии ҳамсолон: Мақолаи таҳқиқотии баррасишуда мебошад. Андозабандии механикӣ, таҳияи системаи идоракунӣ ва таҳлили симулятсионӣ дар асоси AMESim-ро дар бар мегирад.

Пайванди расмии нашр:Саҳифаи расмии мақолаи MDPI.

Литсензия: Creative Commons Attribution (CC BY).

Маблағгузорӣ: Таҳқиқот хабар медиҳад, ки маблағгузории беруна гирифта нашудааст.

Дастрасии маълумот: Гуфта шудааст, ки маҷмӯи маълумоте, ки натиҷаҳои марказии таҳқиқотро дастгирӣ мекунад, бевосита дар мақола мавҷуд аст ва маълумоти иловагиро аз муаллифони масъул дархост кардан мумкин аст.

Ихтилофи манфиатҳо: Муаллифон изҳор кардаанд, ки ихтилофи манфиатҳо вуҷуд надорад.

Ҳиссаи муаллифон: Консептуализатсия Shicheng Zheng, Xiaming Yuan ва Jihong Zhu; усул Shicheng Zheng ва Tianxiang Qin; нармафзор Shicheng Zheng, Jingkun Wei ва Jiaming Cheng; санҷиш Shicheng Zheng, Xiaming Yuan ва Jihong Zhu; таҳлили расмӣ Shicheng Zheng, Tianxiang Qin, Jingkun Wei ва Jiaming Cheng; таҳқиқот Xiaming Yuan ва Jihong Zhu; захираҳо Xiaming Yuan ва Jihong Zhu; коркарди маълумот Shicheng Zheng, Tianxiang Qin, Jingkun Wei ва Jiaming Cheng; тарҳи аввал Shicheng Zheng, Tianxiang Qin, Jingkun Wei ва Jiaming Cheng; бознигарӣ ва таҳрир Shicheng Zheng, Xiaming Yuan ва Jihong Zhu; назорат, идоракунии лоиҳа ва ҷалби маблағгузорӣ Xiaming Yuan ва Jihong Zhu гузориш шудаанд.

Маҳдудияти тасдиқи таҷрибавӣ: Системаҳои як ва дуканалии комилан барқии DEMA, ки дар таҳқиқот пешниҳод шудаанд, бо bench тест ё таҷрибаи воқеии воситаи нақлиёт тасдиқ нашудаанд. Натиҷаҳои таҳқиқот ба симулятсияҳои AMESim асос ёфтаанд. Суратҳои ҷисмонии манбаъ ҷузъҳои системаи гидравликии рули насли аввалро нишон медиҳанд.

Эзоҳи рақамгузории бахш дар манбаъ: Шарҳи ташкили мақола дар муқаддима бо рақамҳои воқеии бахшҳои асосӣ пурра мувофиқ нест. Сарлавҳаҳои воқеии бахшҳои манбаъ асос гирифта шудаанд ва рақамгузорӣ хомӯшона аз нав тафсир нашудааст.

Эзоҳи истилоҳот дар манбаъ: Ҳангоми муҳокимаи мушкилоти системаи рул, дар баъзе ҷумлаҳо ибораи “centralized hydraulic suspension system” истифода мешавад. Бахш, расм ва контексти муҳандисии атроф ба системаи рул дахл дорад; ин тағйири истилоҳӣ ҳамчун номувофиқии таҳририи дохилии манбаъ қайд шудааст.

Номуайянии фарқи параметр: Дар шарҳи номувофиқии дуканалӣ як ҷумла мегӯяд, ки параметрҳои идоракунии Channel 2 ва қиматҳои joint stiffness “мутаносибан %5 ва %20” зиёд шудаанд, дар ҳоле ки натиҷаҳои минбаъда ҳамчун сенарияҳои алоҳидаи “%5 фарқи параметр” ва “%20 фарқи параметр” пешниҳод шудаанд. Аз ин рӯ, тақсимоти фоизҳо аз рӯи параметрҳо дар озмоишҳо аз матни манбаъ ба як маънои ягона бароварда намешавад. Дар матни Verianla натиҷаҳо бо номҳои сенарияҳое оварда шудаанд, ки манбаъ истифода кардааст.

Маҳдудияти мундариҷаи илмӣ: Андозабандии механикӣ, сохторҳои идоракунӣ, шароити симулятсия ва натиҷаҳои рақамӣ дар ин матн ба таҳқиқоти баррасишуда асос ёфтаанд. Аз манбаъҳои беруна иҷрои нави илмӣ, таҷриба ё механизм илова нашудааст. Санҷиши беруна танҳо барои тасдиқи шахсияти библиографии нашр истифода шудааст.

Маҳдудияти асосии тафсир: Натиҷаҳо барои геометрияи платформаи вазнини омӯхташуда ва шароити модели AMESim хусусияти тасдиқи ибтидоӣ доранд. Худи таҳқиқот низ ба кор даровардани система, танзими дақиқи PID, фармонҳои дискретии рул, траекторияҳои пайваста тағйирёбандаи рул, bench тестҳо ва таҷрибаҳои воситаи нақлиёт дар шароити воқеии корро ҳамчун кори оянда нишон медиҳад.