5-tonluk taşıma yüküne sahip,-kendi-ağırlığındaki 3 tonluk bir AGV'nin nasıl yalnızca 8 saniyede nasıl hassas bir şekilde başlayıp durabildiğini ve 8 metre kat edebildiğini hiç merak ettiniz mi? Bu başarıya ulaşmak yalnızca güçlü sürücü desteği gerektirmez, aynı zamanda gelişmiş kontrol algoritmaları da gerektirir. Bugün bu tasarımın arkasındaki teknik mantığı açıklayacağız ve YIKONG Smart ekibimizin bu projenin kilidini nasıl açtığını göstereceğiz.
1. Tasarım Hedefleri ve Temel Parametreler
Toplam Ağırlık:8 ton (3 ton öz-ağırlıklı + 5 ton yük)
Yer değiştirme:8 metre (A Noktasından B Noktasına)
Zaman Gereksinimi:Başlatma-durdurmayı 8 saniye içinde tamamlayın
2. Hareket Kontrol Mantığı: Hız ve Kuvvetin Dengelenmesi
2.1 "Düzenli Hızlanma – Eşit Yavaşlama" Hareket Modunun Kullanılması:
İlk 4 saniye:Duruş noktasından orta noktaya (4 metre) kadar hızlanın.
Son 4 saniye:Orta noktadan bitiş noktasına kadar yavaşlayın (kalan 4 metre).
Diyagramda gösterildiği gibi AGV'nin maksimum hızı şu şekilde hesaplanır:
v=2*s/t=2*4/4=2m/s
2.2 "Düzgün Hızlanma - Sabit Hız - Eşit Yavaşlama" Hareket Modunun Kullanılması:
Hızlanma Aşaması:Duruştan sabit bir hıza kadar hızlanın.
Sabit Hız Aşaması:Sürekli olarak sabit hızda koşun.
Yavaşlama Aşaması:Sabit hızdan sıfıra doğru yavaşlayın.
Diyagrama göre minimum ortalama hız:
v=s/t,v=8/8=1m/s
Not:AGV bu minimum ortalama hızda çalışırsa, 8 saniyede tam olarak 8 metre yol alır-ve hızlanma veya yavaşlama için yer bırakmaz. Pratikte değerlendirme için 1,2 m/s'lik tipik bir AGV hızı kullanılır.
3. İki Büyük Direncin Aşılması: AGV İçin "Engeller"
Yuvarlanma Sürtünme Direnci (Zemin Direnci):
AGV tahrik tekerleği harekete geçtiğinde yuvarlanma sürtünmesi devreye girer. Şu şekilde tahmin edilmektedir:
F=8000*10*0.03=2400N
Atalet Direnci (Hızlanma/Yavaşlama sırasındaki Direnç):
Bu şu şekilde verilmektedir:
F=m×aF=m \\times aF=m×a
(Hesaplama hızlanma aşamasına göre belirlenecektir.)
4. Atalet Direncini Aşmak için AGV'nin Hızlanma Çekiş Kuvvetinin Değerlendirilmesi
4.1 Maksimum 2 m/s Hızda Değerlendirme:
AGV, 0 m/s'den 2 m/s'ye doğrusal olarak hızlanır ve 4 saniye süren hem hızlanma hem de yavaşlama aşamaları ile 0 m/s'ye yavaşlar.
s=v0t+0.5at2s=v_0 t + 0.5at^2s=v0t+0.5at2 denklemini kullanarak (v0=0v_0=0v0=0 ile),
şunu buluruz:a=2*4/4²=0.5m/s²
Atalet direncinin üstesinden gelmek için gereken çekiş kuvveti o zaman:
F=ma=8000*0.5=4000N
Bu nedenle AGV tahrik tekerleğinin, yuvarlanma sürtünmesi ve eylemsizlik direncinin toplamından daha büyük bir çekiş kuvveti sağlaması gerekir:
Ftotal>2400+4000=6400 N
4.2 Maksimum 1,2 m/s Hızda Değerlendirme:
AGV, eşit hızlanma ve yavaşlama aşamalarıyla 0 m/s'den 1,2 m/s'ye hızlanır ve tekrar 0 m/s'ye yavaşlar.
Sabit hız aşamasının xxx saniye sürmesine izin verin. s=v0t+0.5at2s=v_0 t + 0.5at^2s=v0t+0.5at2 denklemini kullanarak (v0=0v_0=0v0=0 ile),
elimizde:a=2*[(8-1,2x)/2]/[(8-x)/2]²=(8-1,2x)/[(8-x)/2]²=4*(8-1,2x)/(8-x)²
Hızlanma sırasındaki terminal hızının 1,2 m/s, ortalama hızın 0,6 m/s ve hızlanma (veya yavaşlama) süresinin (8−x)/2(8 - x)/2(8−x)/2 olduğu göz önüne alındığında, şunu da ifade edebiliriz:
a=0.6/[(8-x)/2]=1.2/(8-x)
Bu denklemlerin çözülmesi yaklaşık olarak şunu verir:
x=56/9≈6.222,a=27/40=0.675
Bu durumda atalet direncinin üstesinden gelmek için gereken çekiş kuvveti şöyle olur:
F=ma=8000*0.675=5400N
Bu nedenle minimum çekiş kuvveti aşağıdakileri karşılamalıdır:
Ftotal>2400+5400=7800 N
4.3 1,2 m/s ile 2 m/s arasındaki Maksimum Hızlar için:
Gerekli kuvvetleri hesaplamak için belirli hız değerlerini yukarıdaki formüllerde kullanabilirsiniz.
5. Hassas Kontrol: Enerji Verimliliğinin ve Sorunsuz Çalışmanın Sırrı
Yukarıdaki yöntemler genel bir tasarım yaklaşımının ana hatlarını çizmektedir. Daha gelişmiş kontrol teknikleri ile hızlanma ve yavaşlama aşamaları optimum performans için ayrı ayrı analiz edilebilir.
Örneğin, gösterildiği gibi, yavaşlama sırasında yuvarlanma direncinin ters çekiş kuvvetiyle hizalanması, ters çekiş gereksinimini büyük ölçüde azaltabilir, dolayısıyla gereken maksimum çekiş kuvveti veya hızını azaltabilir. Bu, AGV tahrik tekerleği sisteminin hem enerji-verimli hem de sorunsuz çalışan optimum duruma ulaşmasını sağlar.
6. Özet ve Bilgiler
Denge Hızı ve Çekiş:P=Fv'den bu yana
Kritik Eşleştirme:Doğru bileşen seçiminin anahtarı, AGV tahrik tekerleği çapının redüksiyon oranıyla tam olarak eşleştirilmesidir.
Gelişmiş Tasarım ve Algoritmalar:Geliştirilmiş bir araç yapısı ve optimize edilmiş hareket kontrol algoritmaları, algoritmik iyileştirme yoluyla enerji tasarrufu sağlayarak operasyonel verimliliği ve akıcılığı daha da artırabilir.
Fizik ve Kontrolün Entegrasyonu:AGV'nin tasarımı yalnızca ham güçle ilgili değildir;{0}}fiziksel prensipler ile akıllı hareket kontrol algoritmalarının mükemmel bir karışımıdır.
Vakaya-Özel Analiz:Her konunun kendine özgü koşullara göre ayrıntılı olarak analiz edilmesi gerekir; Bu analizin bazı kısımlarını evrensel bir çözüm olarak uygulamayın veya yanlış yorumlamayın.
