PSO bilan optimallashtirilgan noaniq boshqaruvga asoslangan energiya boshqaruvi tizimi yurish masofasi uzaytirilgan qishloq xoʻjaligi purkagichida akkumulyator, dizel dvigatel-generatorli masofa uzaytirgich, toʻrtta gʻildirak dvigateli, purkash nasosi va oʻzgaruvchan transport vositasi yuki orasidagi energiya oqimini umumiy energiya sarfi hamda yoqilgʻi isteʼmolini kamaytiradigan tarzda boshqaruvchi nazorat yondashuvidir. He Li va uning hamkasblari 3WPZ-300 uchuvchisiz, yurish masofasi uzaytirilgan purkagichning energetik xatti-harakatini oʻrganish uchun AVL-CRUISE R2019.2 hamda MATLAB/Simulink R2022a-ni birlashtirgan qoʻshma simulyatsiya platformasini yaratgan va standart noaniq boshqaruvning aʼzolik funksiyalarini Particle Swarm Optimization (PSO) yordamida optimallashtirgan.

Tadqiqotdagi muhim modellashtirish xususiyatlaridan biri purkash paytida bakdagi suyuqlik kamayishini transport vositasi massasi oʻzgarmas degan faraz bilan eʼtibordan chetda qoldirmasligidir. Nasos sarfi va ishlash vaqti asosida qolgan suyuqlik miqdori hisoblangan, oʻzgaruvchan bak massasining gʻildiraklarning dumalash qarshiligiga taʼsiri AVL-CRUISE modeliga kiritilgan. Shu tariqa transport vositasining quvvat talabi faqat tezlik profiliga emas, purkash jarayoni davomida kamayib boradigan yukiga ham bogʻlangan.

Koʻp nuqtali quvvatni kuzatish, standart noaniq boshqaruv va PSO bilan optimallashtirilgan noaniq boshqaruv strategiyalari bir xil sikl sharoitlarida taqqoslangan. Simulyatsiyada ekvivalent yoqilgʻi sarfi tegishlicha 4.01 kg, 3.87 kg va 3.68 kg boʻlgan. PSO-Fuzzy strategiyasining ekvivalent yoqilgʻi sarfi standart fuzzy boshqaruvga nisbatan taxminan %4.90, koʻp nuqtali quvvatni kuzatish strategiyasiga nisbatan esa taxminan %8.23 past.

Jismoniy sinov platformasi natijalari simulyatsiyaga yaqin muvofiqlik koʻrsatgan. Sikl oxirida SOC farqi 0.38 foiz bandi, jami yoqilgʻi sarfi farqi esa %1.6 deb xabar qilingan. PSO-Fuzzy strategiyasining ekvivalent yoqilgʻi sarfi simulyatsiyada 3.68 kg, platforma sinovida 3.65 kg boʻlgan va ikki natija orasidagi nisbiy xato %0.8 deb hisoblangan. Bu topilmalar taklif etilgan energiya boshqaruvi va qoʻshma simulyatsiya modeli tadqiqotda qoʻllangan transport vositasi hamda tajriba sharoitlarida jismoniy tizimni ifodalay olishini qoʻllab-quvvatlaydi.

Yurish Masofasi Uzaytirilgan Qishloq Xoʻjaligi Purkagichi Qanday Ishlaydi?

Yurish masofasi uzaytirilgan purkagich gʻildiraklarni bevosita dizel dvigatel orqali mexanik harakatlantirish oʻrniga elektr dvigatellar bilan yurgizadigan, akkumulyator energiyasi kamayganda elektr ishlab chiqarish uchun dvigatel-generator guruhini ishga tushiradigan ketma-ket gibrid quvvat arxitekturasidir. Tadqiqotdagi 3WPZ-300 transport vositasida masofa uzaytirgich dizel dvigatel va generatordan iborat, gʻildiraklar toʻrtta elektr dvigatel bilan harakatlantiriladi, energiya oqimini esa markaziy boshqaruv bloki boshqaradi.

3WPZ-300 quvvat tizimining tuzilishi

Tadqiqotda qoʻllangan transport vositasining boʻsh ogʻirligi 750 kg, toʻliq yuklangan massasi 1050 kg, purkash kengligi 7.5 m va purkash soplolari soni 20 ta. Purkash nasosining nominal quvvati 2.5 kW, purkash bosimi esa 0.3 MPa.

Uchta ish rejimi

Tizim dvigatelning ish holatiga koʻra uchta asosiy rejimga boʻlinadi.

• Sof elektr rejimi: Gʻildirak dvigatellari va purkash nasosi akkumulyatordan quvvat oladi; dizel dvigatel-generator ishlamaydi.
• Masofa uzaytirilgan rejim: Akkumulyatorning SOC qiymati belgilangan darajaga tushganda dizel dvigatel-generator ishga tushib elektr ishlab chiqaradi va tizimning quvvat talabi hamda akkumulyator holatiga qarab ishlaydi.
• Statsionar zaryadlash rejimi: Transport vositasini tashqi elektr tarmogʻidan zaryadlash mumkin.

Ketma-ket gibrid arxitekturaning muhim natijasi dizel dvigatel bilan gʻildiraklar oʻrtasida bevosita mexanik aloqa yoʻqligidir. Shu sababli dvigatel aylanish tezligi transport vositasining gʻildirak tezligiga bevosita bogʻlanmasdan samarali ish sohasida saqlanishi mumkin.

Nega AVL-CRUISE va MATLAB/Simulink Qoʻshma Simulyatsiyasi Qoʻllangan?

AVL-CRUISE transport vositasi, dvigatel, generator, akkumulyator, tortish dvigateli va mexanik quvvat oqimining fizik modelini yaratadi, MATLAB/Simulink esa energiya boshqaruvi, masofa uzaytirgich nazorati va regenerativ tormozlash mantiqini bajaradi. Ikki muhitdan birgalikda foydalanish transport vositasi dinamikasi bilan energiya boshqaruvi algoritmiga ayni sikl ichida oʻzaro maʼlumot almashish va boshqaruv strategiyalarini bitta fizik modelda taqqoslash imkonini beradi.

Qoʻshma simulyatsiya arxitekturasi

AVL-CRUISE tomonida dvigatel, generator, tortish dvigatellari, shinalar, reduktor va quvvat oqimi kabi fizik tarkibiy qismlar belgilangan. MATLAB/Simulink tomonida esa masofa uzaytirgich qachon ishlashi, qancha quvvat ishlab chiqarishi va regenerativ tormozlash qanday boshqarilishi aniqlanadi.

Dvigatel yoqilgʻi sarfi MAP-i, elektr dvigatel samaradorlik xaritalari, reduksiya nisbati, dumalash qarshiligi va transmissiya samaradorligi kabi qiymatlar 3WPZ-300 tizimining sinov hamda loyiha parametrlari bilan modelga kiritilgan.

Transport vositasining quvvat muvozanati

Tortish dvigateli talab qiladigan elektr quvvati manbada quyidagi asosiy bogʻlanish bilan ifodalangan:

\[ P_{\mathrm{dem}}(t)=P_m(t)+P_{\mathrm{loss,m}}(t) \]

\(P_{\mathrm{dem}}\) dvigatel talab qiladigan jami elektr quvvatini; \(P_m\) mexanik tortish quvvatini; \(P_{\mathrm{loss,m}}\) esa elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantirishdagi yoʻqotishni ifodalaydi.

Toʻrtta gʻildirak dvigateli, akkumulyator, purkash nasosi va masofa uzaytirgich birgalikda baholanganda quvvat muvozanati:

\[ 4P_m(t)+4P_{\mathrm{loss,m}}(t) =P_e(t)\eta_1-\frac{P_b(t)}{\eta_2}-\frac{P_p(t)}{\eta_2} \]

koʻrinishida tuzilgan. Bu yerda \(P_e\) dvigatelning mexanik chiqish quvvati, \(P_b\) akkumulyator quvvati, \(P_p\) purkash nasosi quvvati, \(\eta_1\) transmissiya samaradorligi va \(\eta_2\) quvvatni oʻzgartirish samaradorligidir.

Boʻylama harakat qarshiligi

Transport vositasi harakatlanayotganda quvvat talabiga faqat dvigatel tizimi emas, harakat qarshiliklari ham taʼsir qiladi:

\[ 4P_{\mathrm{dem}}(t)=F_{\mathrm{dem}}(t)v(t) \]

va jami kuch talabi:

\[ 4F_{\mathrm{dem}}(t) =m\frac{dv(t)}{dt} +F_a(t)+F_f(t)+F_g(t) \]

deb taʼriflanadi.

Bu yerda inersiya, aerodinamik qarshilik, dumalash qarshiligi va nishab qarshiligi birgalikda baholanadi.

Manbada ushbu qarshilik tarkibiy qismlari:

\[ F_f(t)=mgc_r\cos(\alpha(t)) \]

\[ F_a(t)=\frac{1}{2}\rho_a C_D A v^2 \]

\[ F_g(t)=mg\sin(\alpha(t)) \]

koʻrinishida berilgan.

Dvigatel samaradorligi modeli

Dizel dvigatelning umumiy samaradorligi mexanik chiqish quvvatining yoqilgʻidagi kimyoviy quvvatga nisbatidir:

\[ \eta_{\mathrm{ice}} =\frac{P_e}{P_{\mathrm{fuel}}} =\frac{T_e\omega_e}{Q_{\mathrm{lhv}}\dot{m}_f}\times100\% \]

\(T_e\) dvigatel aylantiruvchi momenti, \(\omega_e\) dvigatelning burchak tezligi, \(Q_{\mathrm{lhv}}\) dizel yoqilgʻisining quyi issiqlik qiymati va \(\dot{m}_f\) yoqilgʻining massaviy sarfidir.

Masofa uzaytirgich gʻildiraklardan mexanik jihatdan ajratilgani sababli dvigatelning ish nuqtasi transport vositasi gʻildiraklarining oniy tezligiga majburiy bogʻliq emas. Bu xususiyat energiya boshqaruvi nuqtayi nazaridan dvigatelni optimal ish chizigʻida uzoqroq ushlab turishni muhim qiladi.

Elektr dvigatellari va generator

Tadqiqotda hisoblash yukini cheklash maqsadida dvigatellarning tezkor elektromexanik oʻtkinchi xatti-harakati batafsil dinamik model oʻrniga statik samaradorlik MAP-lari bilan ifodalangan. Tadqiqotda generatorning eng yuqori samaradorligi taxminan %93, tortish dvigateliniki esa taxminan %89 deb xabar qilingan.

Purkash Bakidagi Suyuqlikning Kamayishi Energiya Modelini Nega Oʻzgartiradi?

Purkash davom etishi bilan bakdagi suyuqlik kamayadi va transport vositasining jami massasi pasayadi; bu ayniqsa dumalash qarshiligini va natijada tortish uchun zarur quvvatni oʻzgartiradi. Tadqiqot energiya modelidagi muhim yangiliklardan biri ushbu oʻzgaruvchan yukni doimiy deb olish oʻrniga nasos sarfi va ishlash vaqti orqali qolgan bak massasini hisoblab, uni gʻildirak uchlaridagi qarshilik momentiga real vaqt rejimida bogʻlashidir.

Standart AVL-CRUISE modelidagi kamchilik

Tadqiqotchilar AVL-CRUISE-ning standart tarkibiy qismlari orasida ish paytida transport vositasi jami massasining uzluksiz oʻzgarishini bevosita ifodalovchi mos modul yoʻqligini taʼkidlaydi.

Shu sababli model toʻrt bosqichda kengaytirilgan:

1. Suv nasosi Motor tarkibiy qismi bilan modellashtirilgan.
2. Nasos quvvati bilan purkash sarfi orasida MAP bogʻlanishi oʻrnatilgan.
3. Boshlangʻich bak massasidan vaqt oʻtishi bilan purkalgan suyuqlik ayirilib, qolgan massa hisoblangan.
4. Qolgan bak massasi gʻildirak uchlarida qoʻllanadigan qarshilik momenti bilan bogʻlangan.

Bak massasining vaqtga bogʻliq oʻzgarishi:

\[ M(t)=M_0-Q_s t \]

deb ifodalanadi. Bu yerda \(M_0\) boshlangʻich bak massasi, \(Q_s\) esa purkash sarfidir.

Ushbu yondashuv tufayli transport vositasi bir xil tezlikda harakatlansa ham, toʻla va boʻsh bak holatlari bir xil energiya talabiga ega emasligi modelda aks ettirilgan.

Ish siklining energiya taqsimoti

Tadqiqotchilar purkagichning ish siklini beshta asosiy operatsion holatga ajratgan.

Eng katta energiya ulushi taxminan %42 bilan doimiy tezlikda purkash qismida qayd etilgan. Bu natija energiyani optimallashtirish faqat tezlanish yoki burilish kabi qisqa muddatli choʻqqi yuklarga emas, uzoq davom etadigan asosiy ish bosqichiga ham qaratilishi kerakligini koʻrsatadi.

PSO bilan Optimallashtirilgan Noaniq Energiya Boshqaruvi Qanday Ishlaydi?

PSO-Fuzzy EMS akkumulyator SOC-si va transport vositasining jami quvvat talabini fuzzy boshqaruvchining kirishlari sifatida ishlatadi; chiqish sifatida dvigatelning maqsadli quvvatini hosil qiladi va fuzzy aʼzolik funksiyalarining muhim parametrlarini Particle Swarm Optimization yordamida ekvivalent yoqilgʻi sarfini minimallashtiradigan tarzda sozlaydi. Shu tariqa standart fuzzy boshqaruvda mutaxassis tanloviga bogʻliq boʻlgan aʼzolik funksiyasi chegaralari qoʻshma simulyatsiya modelining energetik natijasi asosida iterativ optimallashtiriladi.

Standart noaniq boshqaruv

Fuzzy EMS ikkita asosiy kirishga ega:

• transport vositasining jami quvvat talabi,
• akkumulyatorning State of Charge (SOC) holati.

Chiqish esa dvigatelning maqsadli quvvat talabidir.

Mamdani turidagi fuzzy xulosa chiqarish qoʻllangan va boshqaruv mantiqi IF–THEN qoidalari bilan belgilangan. Masalan, jami quvvat talabi yuqori, akkumulyator SOC qiymati past boʻlganda masofa uzaytirgichning koʻproq quvvat ishlab chiqarishi taʼminlanishi mumkin.

Tadqiqotda akkumulyatorning ish oraligʻi umuman:

\[ 0.30\leq SOC\leq0.80 \]

bilan cheklangan.

Dastlab SOC masofa uzaytirgichning ishga tushish chegarasidan yuqori boʻlganda transport vositasi sof elektr rejimida ishlaydi. SOC quyi chegaraga yaqinlashganda masofa uzaytirgich ishga tushadi; akkumulyator yana yuqori chegaraga koʻtarilganda dvigatel oʻchiriladi.

PSO nega kerak?

Noaniq boshqaruvning afzalligi chiziqli boʻlmagan va vaqt bilan oʻzgaradigan tizimni tushunarli qoidalar bilan boshqara olishidir. Biroq aʼzolik funksiyalarining joylashuvi va kengligi koʻpincha mutaxassis tanloviga bogʻliq.

PSO bu parametrlarni optimallashtirish muammosi sifatida koʻrib chiqadi. Har bir nomzod parametrlar qatori zarrachaning oʻrni sifatida ifodalanadi; zarrachalar oʻzlarining avvalgi eng yaxshi yechimlari va butun toʻdaning eng yaxshi yechimidan foydalanib qidiruv fazosida harakatlanadi.

Manbada zarracha tezligining yangilanishi:

\[ v_i(t+1)= \omega v_i(t) +c_1r_1[p_i-x_i(t)] +c_2r_2[p_g-x_i(t)] \]

va oʻrinning yangilanishi:

\[ x_i(t+1)=x_i(t)+v_i(t+1) \]

koʻrinishida berilgan.

\(\omega\) inersiya ogʻirligi, \(c_1\) va \(c_2\) oʻrganish koeffitsiyentlari, \(r_1\) va \(r_2\) 0–1 oraligʻidagi tasodifiy koeffitsiyentlar, \(p_i\) zarrachaning oʻz eng yaxshi oʻrni, \(p_g\) esa toʻdaning global eng yaxshi oʻrnidir.

Optimallashtirish maqsadi: ekvivalent yoqilgʻi sarfi

PSO optimallashtirishida faqat dizel yoqilgʻisi miqdorini kamaytirish yetarli emas. Agar bir strategiya kamroq dizel sarflab, akkumulyatordan ancha koʻp energiya olsa, uning haqiqiy energiya afzalligi aslidan kattaroq koʻrinishi mumkin.

Shu sababli tadqiqot akkumulyatordagi energiya sarfini ham yoqilgʻi ekvivalentiga aylantiradigan ECMS yondashuvidan foydalanadi:

\[ m_{\mathrm{equ}}=m_f+m_b \]

Bu yerda \(m_f\) dvigatelning haqiqiy yoqilgʻi sarfini, \(m_b\) esa akkumulyatordan ishlatilgan energiyaning ekvivalent yoqilgʻi qiymatini ifodalaydi.

Manbada optimallashtirish davomida quyidagi fizik chegaralar saqlanadi:

\[ 0.3\leq SOC\leq0.8 \]

\[ P_{\mathrm{bat,min}}\leq P_{\mathrm{bat}}\leq P_{\mathrm{bat,max}} \]

\[ P_{e,\min}\leq P_e\leq P_{e,\max} \]

\[ P_{g,\min}\leq P_g\leq P_{g,\max} \]

\[ T_{e,\min}\leq T_e\leq T_{e,\max} \]

Bu cheklovlar optimallashtirishning jismonan qoʻllab boʻlmaydigan aʼzolik funksiyasini tanlashiga yoʻl qoʻymaslikka qaratilgan.

PSO fuzzy boshqaruvchida amalga oshirgan oʻzgarish

Tadqiqotda kirish va chiqish aʼzolik funksiyalaridagi jami 10 ta parametr \(X_1\)–\(X_{10}\) PSO tomonidan sozlangan. Har bir zarracha yangi aʼzolik funksiyasi parametrlarini ifodalaydi; MATLAB ushbu parametrlar bilan yangi fuzzy boshqaruv xatti-harakatini yaratadi va AVL-CRUISE qoʻshma simulyatsiyasini ishga tushiradi. Ekvivalent yoqilgʻi sarfi eng past boʻlgan parametrlar toʻplami eng yaxshi yechim sifatida tanlanadi.

Tadqiqot Usuli va Natijalari

Taqqoslangan uchta EMS

Koʻp nuqtali quvvatni kuzatish natijasi

Boshlangʻich SOC qiymati %80 etib belgilangan va transport vositasi avval sof elektr rejimida ishlagan. Taxminan 3205 s oxirida SOC taxminan %30 ga tushgach, masofa uzaytirgich ishga tushgan.

Dvigatel quvvati taxminan 4–8 kW, zaryadlash quvvati esa asosan 1–3 kW oraligʻida boʻlgan, ayrim paytlarda 4 kW atrofida choʻqqi kuzatilgan. Tadqiqotchilar zaryadlash quvvatidagi bunday katta tebranishlar akkumulyator siklik umri uchun nomaqbul boʻlishi mumkinligini taʼkidlaydi.

Standart fuzzy EMS natijasi

Fuzzy boshqaruv ostida dvigatel quvvati taxminan 5–8 kW va dvigatel aylantiruvchi momenti taxminan 45–60 N·m oraligʻida davriy ravishda sozlangan. Masofa uzaytirgich ishga tushgach, SOC oshishi bilan zaryadlash quvvati taxminan 3 kW-dan 1 kW-gacha kamaygan.

Shu tariqa tizim faqat joriy yukni kuzatish oʻrniga akkumulyatorning energiya holatini ham qaror mexanizmiga kiritgan.

PSO-Fuzzy EMS natijasi

PSO optimallashtirishidan soʻng dvigatel quvvati koʻproq taxminan 6.5–8 kW sohasida, aylantiruvchi moment esa taxminan 42–54 N·m oraligʻida qolgan. Tadqiqotchilar bu jamlanish dvigatelni yoqilgʻi sarfi jihatidan qulayroq ish nuqtalarida ushlab turishga yordam berganini bildiradi.

SOC boshlangʻich %80 qiymatidan %30 ishga tushish chegarasiga tushgach, masofa uzaytirgich ishga tushgan va akkumulyator yana yuqori SOC sohasiga olib chiqilgan.

PSO-Fuzzy Energiya Boshqaruvi Yoqilgʻi Sarfini Qancha Kamaytirdi?

Manbaning Table 4 maʼlumotlariga koʻra, PSO-Fuzzy energiya boshqaruvi 3.68 kg ekvivalent yoqilgʻi sarfi bilan taqqoslangan uchta strategiya orasida eng past qiymatni bergan; ayni koʻrsatkich standart fuzzy boshqaruvda 3.87 kg, koʻp nuqtali quvvatni kuzatish strategiyasida 4.01 kg. Shunga koʻra, PSO-Fuzzy-ning ekvivalent sarfi standart fuzzy-ga nisbatan taxminan %4.90, koʻp nuqtali strategiyaga nisbatan esa taxminan %8.23 past.

Ushbu jadval yana bir muhim jihatni koʻrsatadi: PSO-Fuzzy dvigatel yoqilgʻisini ancha kamaytirar ekan, akkumulyator energiyasidan koʻproq foydalanadi. Shu sababli strategiyaning jami energiya samaradorligini faqat 2.70 kg dizel sarfiga qarab baholash toʻgʻri emas. Tadqiqotning optimallashtirish mezoni shu bois akkumulyator sarfini yoqilgʻi ekvivalentiga aylantiradigan 3.68 kg jami ekvivalent sarf qiymatidir.

Manba ichidagi foiz nomuvofiqligi

Manbaning Abstract va Conclusions boʻlimlari PSO-Fuzzy standart fuzzy boshqaruvga nisbatan %4.90, koʻp nuqtali quvvatni kuzatishga nisbatan %8.23 yoqilgʻi tejamkorligi yaxshilanishini taʼminlaganini bildiradi. Table 4-dagi 3.68, 3.87 va 4.01 kg qiymatlaridan hisoblangan nisbatlar ham bu bayonotni qoʻllab-quvvatlaydi.

Bunga qarshi ravishda Results 3.1.4 boʻlimidagi bir jumlada standart fuzzy boshqaruv koʻp nuqtali strategiyaga nisbatan %4.90, PSO-Fuzzy esa standart fuzzy-ga nisbatan %3.5 yaxshilangani aytiladi. Table 4-ga koʻra, standart fuzzy bilan koʻp nuqtali strategiya orasidagi farq taxminan %3.49, PSO-Fuzzy bilan standart fuzzy orasidagi farq esa taxminan %4.91. Shu sababli Verianla bayonida manbada bir-birini tasdiqlaydigan Table 4, Abstract va Conclusions qiymatlari saqlangan.

Jismoniy sinov platformasining tuzilishi

Energiya boshqaruvi sinov platformasi beshta asosiy quyi tizimdan tashkil topgan:

• yukni simulyatsiya qilish tizimi,
• dvigatelni boshqarish tizimi,
• quvvat manbai tizimi,
• oʻlchash va boshqarish tizimi,
• yurish masofasi uzaytirilgan quvvat uzatish tizimi.

Simulink-da yaratilgan energiya boshqaruvi C kodiga aylantirilib PLC-ga oʻtkazilgan. PLC SOC va transport vositasining quvvat talabidan dvigatelning maqsadli quvvati hamda aylanish tezligi qiymatlarini hisoblagan; yoqilgʻi sarfi real vaqt yoqilgʻi oqim oʻlchagichi bilan oʻlchangan.

Simulyatsiya Haqiqiy Sinov Tizimini Qanchalik Toʻgʻri Ifodaladi?

Tadqiqotda sikl tezligi, akkumulyator SOC-si va yoqilgʻi sarfi boʻyicha simulyatsiya bilan jismoniy sinov platformasi orasida yaqin muvofiqlik qayd etilgan. Oʻrtacha tezlik ogʻishi 0.079 km/h va oʻrtacha tezlik xatosi %3.1; sikl oxiridagi SOC farqi 0.38 foiz bandi; jami yoqilgʻi sarfi farqi esa %1.6 boʻlgan. PSO-Fuzzy strategiyasining ekvivalent yoqilgʻi sarfi simulyatsiyada 3.68 kg va platformada 3.65 kg boʻlib, nisbiy xato %0.8.

Tezlikni tekshirish

Simulyatsiya va sinov platformasidagi tezlik profillari umuman bir xil sikl shakliga amal qilgan. Eng katta tezlik farqi tezlanish yoki sekinlashish paytida taxminan 1.11 km/h boʻlgan. Butun sikl davomida oʻrtacha tezlik farqi 0.079 km/h va oʻrtacha tezlik xatosi %3.1 deb xabar qilingan.

SOC-ni tekshirish

Akkumulyatorning masofa uzaytirgich ishga tushish chegarasiga ilk bor yetishi simulyatsiyada 3250 s, jismoniy platformada 3267 s davom etgan va vaqt farqi taxminan %0.52 boʻlgan.

Simulyatsiyada masofa uzaytirgichning javob vaqti 4.1 s boʻlgan, jismoniy platformada esa dvigatelni ishga tushirish vaqtini qoʻshib 7.1 s oʻlchangan. Natijada minimal SOC jismoniy sinovda %29.85, simulyatsiyada %29.90 boʻlgan.

Sikl oxirida:

• platforma SOC-si: %38.09,
• simulyatsiya SOC-si: %37.71.

Oradagi farq 0.38 foiz bandi.

Yoqilgʻi sarfini tekshirish

Sikl oxiridagi jami yoqilgʻi sarfi:

• jismoniy platforma: 3.13 L,
• simulyatsiya: 3.18 L.

Manba bu farqni taxminan %1.6 deb xabar qiladi.

Uchta strategiyani platformada tekshirish

Uchala strategiyada ham simulyatsiya va tajriba platformasi qiymatlarining bir-biriga yaqinligi ishlab chiqilgan qoʻshma simulyatsiya modeli foydalanilgan tajriba qurilmasida energetik xatti-harakatni maqbul aniqlikda ifodalashini qoʻllab-quvvatlaydi.

Haqiqiy transport vositasining dala tekshiruvi

Tadqiqotchilar yakuniy bosqichda energiya boshqaruvi modelini haqiqiy purkagichning daladagi ishlashi bilan ham taqqoslagan. Transport vositasiga tok-kuchlanish oʻlchash modullari va tezlik datchiklari oʻrnatilgan; ish maydoni sunʼiy yoʻldosh orqali joylashishni aniqlash interfeysi yordamida belgilangan; yoʻnalish, ish tezligi va nasos quvvati boshqaruv interfeysidan sozlangan.

Haqiqiy tuproq sharoitlarining oʻzgaruvchanligi sababli dala tajribasida dvigatel aylantiruvchi momenti simulyatsiyaga qaraganda koʻproq tebrangan. Kuchlanish egri chiziqlari simulyatsiya bilan yuqori muvofiqlik koʻrsatgan, tok egri chiziqlarida esa fizik tarkibiy qismlar va oʻzgaruvchan zamin tufayli yaqqolroq farqlar kuzatilgan.

Birinchi siklda akkumulyator SOC-sining kamayishi:

• dala sinovi: %16.60,
• simulyatsiya: %16.95

deb xabar qilingan. Tadqiqotchilar bu muvofiqlikni PSO-Fuzzy EMS va quvvat tizimi modelining transport vositasi darajasida qoʻllanishini qoʻllab-quvvatlovchi qoʻshimcha dalil deb baholagan.

Tadqiqot qoʻllab-quvvatlaydigan xulosalar

• Oʻzgaruvchan purkash suyuqligi massasi quvvat tizimi simulyatsiyasida dinamik ravishda modellashtirilishi mumkin.
• AVL-CRUISE va MATLAB/Simulink birgalikda qoʻllanib, transport vositasi fizik modeli bilan EMS bitta siklda yechilishi mumkin.
• PSO standart fuzzy boshqaruvchining aʼzolik funksiyasi parametrlarini ekvivalent yoqilgʻi sarfini kamaytiradigan tarzda optimallashtira olgan.
• PSO-Fuzzy strategiyasi sinovdan oʻtkazilgan siklda uchta EMS orasida eng past ekvivalent yoqilgʻi sarfini bergan.
• Simulyatsiya va jismoniy sinov platformasining SOC hamda yoqilgʻi sarfi natijalari bir-biriga yaqin chiqqan.
• Haqiqiy transport vositasi tajribalari quvvat tizimi modeli dala ishining asosiy energetik va harakat xatti-harakatlarini maqbul darajada ifodalashini qoʻllab-quvvatlagan.

Tadqiqot qoʻllab-quvvatlamaydigan umumlashtirishlar

• PSO-Fuzzy barcha gibrid yoki yurish masofasi uzaytirilgan qishloq xoʻjaligi transport vositalarida ayni foizda yoqilgʻi tejashi koʻrsatilmagan.
• 3.68 kg qiymati umumiy transport vositasi sarfi standarti emas; u tadqiqotda belgilangan siklga xos.
• PSO orqali olingan aʼzolik funksiyalari barcha vazifa sikllari uchun matematik jihatdan universal optimum ekani isbotlanmagan.
• Simulyatsiya bilan sinov orasidagi past xato model barcha zamin, nishab, iqlim va yuk sharoitlarida ayni aniqlikka ega ekanini isbotlamaydi.
• Tadqiqot sof elektr tizimi barcha sharoitlarda masofa uzaytirilgan arxitekturadan yomonligini koʻrsatmaydi.
• Yoqilgʻi tejamkorligining oshishi oʻz-oʻzidan akkumulyator umri yoki butun quvvat uzatish tizimi umri ayni nisbatda yaxshilanganini koʻrsatmaydi.

Ilmiy va muhandislik ahamiyati

Tadqiqotning muhim tomoni faqat “PSO yoqilgʻi sarfini kamaytirdi” degan natija emas. Tadqiqotchilar energiya boshqaruvini optimallashtirishdan oldin purkagichning haqiqiy vazifa tuzilishiga xos energiya modelini yaratgan. Qishloq xoʻjaligi transport vositasining baki ish vaqtida yengillashadi, nasos energiya sarflaydi, transport vositasi dala oxirida buriladi va bitta siklda ham past, ham yuqori quvvat talab qiluvchi bosqichlardan oʻtadi.

Demak, energiya boshqaruvi muammosi doimiy yukda ishlaydigan gibrid transport vositasi muammosidan farq qiladi. Tadqiqotning metodologik hissasi ushbu qishloq xoʻjaligi vazifasi tarkibiy qismlarini qoʻshma simulyatsiya modeliga kiritib, boshqaruv algoritmini shu muhitda baholashidir.

Cheklovlar

Modeldagi ayrim quyi tizimlar hisoblash xarajatini kamaytirish uchun yarim statik yoki MAP asosida ifodalangan. Masalan, elektr dvigatellarning tezkor oʻtkinchi elektromexanik dinamikasi batafsil modellashtirilmagan. Akkumulyator modeli Rint ekvivalent zanjiriga asoslanadi hamda termal dinamika va ayrim tezkor oʻtkinchi taʼsirlar eʼtibordan chetda qoldiriladi.

Shu sababli juda qisqa muddatli elektr oʻtkinchi hodisalari, termal cheklovlar yoki akkumulyatorning uzoq muddatli eskirishi uchun ayni model alohida tekshirilishi kerak.

Xuddi shuningdek, dala tajribasi tadqiqotda qoʻllangan 3WPZ-300 mashinasi va belgilangan qishloq xoʻjaligi ish ssenariylari bilan cheklangan. Turli bak sigʻimlari, yer nishablari, tuproq qarshiliklari, purkash tezliklari, akkumulyator kimyolari va masofa uzaytirgich oʻlchamlari uchun qayta kalibrlash talab qilinishi mumkin.

Manba va Usul Haqida Izoh

Asl sarlavha: Improved Model and Strategy Optimization for Energy Management of the Power System in Range-Extended Sprayers Based on AVL-CRUISE and MATLAB/Simulink

Mualliflar: He Li, Yudong Guo, Shangshang Cheng, Tan Yao va Gongpei Cui

Masʼul muallif: Gongpei Cui

Muassasalar: College of Mechanical and Electrical Engineering, Henan Agricultural University, Zhengzhou, Xitoy; College of Mechanical and Electronic Engineering, Northwest A&F University, Yangling, Xitoy.

Jurnal: Agriculture

Nashriyot: MDPI

Jild / son / maqola: 16(5), 580

Nashr sanasi: 3 Mart 2026

DOI: 10.3390/agriculture16050580

Manba turi: Taqrizdan oʻtgan asl tadqiqot maqolasi.

Litsenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Tadqiqot platformasi: 3WPZ-300 uchuvchisiz, yurish masofasi uzaytirilgan purkagich.

Simulyatsiya dasturlari: AVL-CRUISE R2019.2 va MATLAB/Simulink R2022a.

Energiya boshqaruvi taqqoslashi: koʻp nuqtali quvvatni kuzatish EMS, standart fuzzy EMS va Particle Swarm Optimization bilan optimallashtirilgan fuzzy EMS.

Optimallashtirish maqsadi: Akkumulyator energiyasining yoqilgʻi ekvivalentini ham hisobga oladigan ekvivalent yoqilgʻi sarfini kamaytirish.

Tajribaviy tekshirish: Energiya boshqaruvi sinov platformasi va haqiqiy transport vositasining dala sinovi.

Moliyalashtirish: Agricultural Scientific Research System Project of the Ministry of Finance, CARS-04; Science and Technology Research Project of Henan Province, 242102111175.

Maʼlumotlar mavjudligi: Mualliflar tadqiqotning asl hissalari maqola ichida ekanini va qoʻshimcha savollar masʼul muallifga yoʻnaltirilishi mumkinligini bildiradi.

Manfaatlar toʻqnashuvi: Mualliflar manfaatlar toʻqnashuvini bildirmagan.

Manba ichidagi nomuvofiqlik haqidagi izoh: Results 3.1.4 boʻlimidagi foizli taqqoslash jumlasi Table 4, Abstract va Conclusions bilan toʻliq mos emas. Table 4 qiymatlari 4.01 kg, 3.87 kg va 3.68 kg; bu qiymatlar PSO-Fuzzy standart fuzzy-ga nisbatan taxminan %4.90, koʻp nuqtali quvvatni kuzatishga nisbatan taxminan %8.23 pastroq ekvivalent sarf berganini tasdiqlaydi. Verianla bu nomuvofiqlikni indamay tuzatmagan va manba-of-truth sifatida jadval qiymatlarini saqlagan.

Asosiy metodologik cheklovlar: Elektr dvigatellarda MAP asosidagi statik samaradorlik yondashuvi qoʻllangan, akkumulyatorda Rint ekvivalent zanjir modeli tanlangan va ayrim termal/oʻtkinchi taʼsirlar eʼtibordan chetda qoldirilgan. Dala tekshiruvi muayyan transport vositasi, quvvat tizimi va ish sikli bilan cheklangan.

Verianla bayon usuli: Bu kontent asl akademik maqolaning satrma-satr tarjimasi yoki paragraf tuzilishining yaqin qayta yozilishi emas. Manbadagi quvvat tizimi bogʻlanishlari, tenglamalar, boshqaruv arxitekturasi, tajriba sharoitlari, sonli natijalar va cheklovlar ilmiy maʼlumot darajasida ajratilib, mustaqil oʻzbekcha oʻquv tuzilmasida qayta tashkil etilgan.