Control laws for individual traction electric drive of a front loader

封面

如何引用文章

全文:

详细

BACKGROUND: The operation of technological machinery is associated with regular slipping of driving wheels, which can lead to increased tire wear and soil damage. This determines the relevance of works aimed at study and reduction of slip.

AIM: Analysis of the considered control strategies of individual traction electric drive of a front loader with regard to driving wheels slipping.

METHODS: The paper considers three control strategies of individual traction electric drive of a front loader — initial, with equal utilization rates of electric motor-wheels (strategy 1), simulation of locked drive (strategy 2), and the proposed option of building traction control system (strategy 3). Using a simulation computer model of dynamics, the working process of the front loader was studied during earthmoving operations and when accelerating.

RESULTS: It was obtained that the application of the strategy 2 during earthmoving helps to ensure almost the equal slip coefficient of the driving wheels, which potentially helps to reduce tire wear and fuel consumption (in comparison to the strategy 1). The application of the strategy 3 in such conditions turned out to be unsuitable, as the slip limitation in this case reduces the operation speed as well. The simulation of the front loader acceleration process showed some advantage of strategy 3 over the others in terms of energy consumed.

CONCLUSIONS: According to the results of the study, it is reasonable to use the control strategy 2, which simulates a locked transmission, in case of performing heavy technological operations by a front loader such as earthmoving. In the case of the acceleration process, typical for transportation operations and driving on public roads, it is effective to use the strategy 3.

作者简介

Victor Gartfelder

Chuvash State University named after I.N. Ulyanov

Email: harvik48@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-6759-6756
SPIN 代码: 6075-0549

Cand. Sci. (Engineering), Dean of the Mechanical Engineering Faculty

俄罗斯联邦, Cheboksary

Anton Stadukhin

Bauman Moscow State Technical University

Email: ant.m@bmstu.ru
ORCID iD: 0000-0003-1414-3435
SPIN 代码: 7669-7133

Dr. Sci. (Engineering), Associate Professor of the Multipurpose Tracked Vehicles and Mobile Robots Department

俄罗斯联邦, Moscow

Nikolay Mokretsov

Bauman Moscow State Technical University

编辑信件的主要联系方式.
Email: mnasm@bmstu.ru
ORCID iD: 0000-0002-7050-1914
SPIN 代码: 4916-9707

Dr. Sci. (Engineering), Associate Professor of the Multipurpose Tracked Vehicles and Mobile Robots Department

俄罗斯联邦, Moscow

参考

  1. Gorelov VA, Kositsyn BB, Stadukhin AA, et al. Method for determining the parameters of the front loader electromechanical transmission. Tractors and Agricultural Machinery. 2021;88(5):38-45. (In Russ). doi: 10.31992/0321-4443-2021-5-38-45
  2. Byakov KE, Stadukhin AA, Mokretsov NA. Comparative assessment of the fuel efficiency of a front loader. Transportnye sistemy. 2022;4(26):51–62. (In Russ). doi: 10.46960/2782-5477_2022_4_51
  3. Devyanin SN, Bizhaev AV. Analysis of slipping of the tractor drive wheel under the influence of a complex factor. In: Readings of Academician VN Boltinsky: seminar, Moscow, January 20–21, 2021. Moscow: OOO “Sam Poligrafist”, 2021:300–306. (In Russ).
  4. Levshin AG, Gasparyan IN, Alsankari A, et al. Methodology for express analysis of slippage in tractor operating modes. Agroinzheneriya. 2022;24(4):32–36. (In Russ). doi: 10.26897/2687-1149-2022-4-32-36
  5. Heubaum M, Münch Ph, Costantini G, et al. Slip Detection and Control for Harvesting Machines. IFAC-PapersOnLine. 2022;55(32):18–23. doi: 10.1016/j.ifacol.2022.11.108
  6. Chudakov O.I. Analysis of operating conditions for front-end loaders and synthesis of design load modes. In: INTERSTROYMEH-2022. Materials of the XXVI International Scientific and Technical Conference. Yaroslavl; 2022:134–142. (In Russ).

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2. Fig. 1. Principal block diagram of transmission control according to the strategy 2.

下载 (144KB)
3. Fig. 2. Principal block diagram of transmission control according to the strategy 3.

下载 (146KB)
4. Fig. 3. Graphs of slip coefficient (a) and slip power (b) of front loader wheels during earthmoving with traction electric drive control according to the strategy 1 (the initial drive).

下载 (204KB)
5. Fig. 4. Graphs of slip coefficient (a) and slip power (b) of front loader wheels during earthmoving with traction electric drive control according to the strategy 2 (simulation of locked drive).

下载 (183KB)
6. Fig. 5. Graphs of slip coefficient (a) and slip power (b) of front loader wheels during earthmoving with traction electric drive control according to the strategy 3 (the initial drive with the traction control system).

下载 (185KB)
7. стратегиям. Fig. 6. Comparison of front loader velocities during earthmoving with transmission control according to various strategies.

下载 (93KB)
8. Fig. 7. Graphs of slip coefficient (a) and slip power (b) of front loader wheels during acceleration with traction electric drive control according to the strategy 1 (the initial drive).

下载 (178KB)
9. Fig. 8. Graphs of slip coefficient (a) and slip power (b) of front loader wheels during acceleration with traction electric drive control according to the strategy 2 (simulation of locked drive).

下载 (164KB)
10. Fig. 9. Graphs of slip coefficient (a) and slip power (b) of front loader wheels during acceleration with traction electric drive control according to the strategy 3 (the initial drive with the traction control system).

下载 (166KB)
11. Fig. 10. Comparison of front loader velocities during acceleration with transmission control according to various strategies.

下载 (101KB)

版权所有 © Eco-Vector, 2024

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0国际许可协议的许可。
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».