alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2024.02.100-115alternative-2359Research ArticleIV. ВОДОРОДНАЯ ЭКОНОМИКА 12. Водородная экономикаIV. HYDROGEN ECONOMY. 12. Hydrogen EconomyУвеличение запаса хода автономного безрельсового транспортного средства с применением алгоритмов нечеткой логикиIncreasing the driving range of an autonomous vehicle using fuzzy logic algorithmshttps://orcid.org/0000-0003-0245-2652МосинМ. Е.MosinM. E.

Мосин Михаил Евгеньеивич, аспирант кафедры Электропривода и автоматизации промышленных установок

ул. Карла Маркса, 1 20, Новосибирск, 630073

тел: +7 913 000 78 31

Mosin Mikhail Evgenievich, PhD student at the Department of Electric Drive and Automation of Industrial Units

Karl Marks st. 20, Novosibirsk, 630073

Elibrary Author ID: 1084406Scopus Author ID: 57215016363

nikitaa_popov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8282-6145ПоповН. С.PopovN. S.

Попов Никита Сергеевич, к.т.н., доцент кафедры Электропривода и автоматизации промышленных установок

ул. Карла Маркса, 1 20, Новосибирск, 630073

Elibrary Author ID: 1084406Scopus Author ID: 57215016363

Popov Nikita Sergeevich, PhD, Associate Professor at the Department of Electric Drive and Automation of Industrial Units

Karl Marks st. 20, Novosibirsk, 630073

Elibrary Author ID: 1125405Scopus Author ID: 57203246779

https://orcid.org/0000-0002-7741-9446ДомахинЕ. А.DomakhinE. A.

Домахин Евгений Александрович, к.т.н., доцент кафедры Электропривода и автоматизации промышленных установок

ул. Карла Маркса, 1 20, Новосибирск, 630073

Elibrary Author ID: 1125405Scopus Author ID: 57203246779

Domakhin Evgeniy Alexandrovich, PhD, Associate Professor at the Department of Electric Drive and Automation of Industrial Units

Karl Marks st. 20, Novosibirsk, 630073

Elibrary Author ID: 1125405Scopus Author ID: 57203246779

https://orcid.org/0000-0001-8762-9917ВильбергерМ. Е.VilbergerM. E.

Вильбергер Михаил Евгеньевич, к.т.н., доцент кафедры Электромеханики

ул. Карла Маркса, 1 20, Новосибирск, 630073

Elibrary Author ID: 177083Scopus Author ID:57196261861

Vilberger Mikhail Evgenievich, PhD, Associate Professor at the department of Electromechanics

Karl Marks st. 20, Novosibirsk, 630073

Elibrary Author ID: 177083Scopus Author ID:57196261861

https://orcid.org/0000-0002-6938-5637АниброевВ. И.AnibroevV. I.

Аниброев Владислав Иванович, аспирант кафедры Электропривода и автоматизации промышленных установок

ул. Карла Маркса, 1 20, Новосибирск, 630073

Scopus Author ID: 57220025233Researcher ID: AEC-5500-2022РИНЦ Autor Id: 1126611

Anibroev Vladislav Ivanovich, PhD student at the Department of Electric Drive and Automation of Industrial Units

Karl Marks st. 20, Novosibirsk, 630073

Scopus Author ID: 57220025233Researcher ID: AEC-5500-2022РИНЦ Autor Id: 1126611

Новосибирский государственный технический университетРоссияNovosibirsk State Technical UniversityRussian Federation20241505202402100115Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20232023Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/2359

В данной статье исследуется возможность повышения энергетической эффективности безрельсового транспортного средства путем использования современных методов управления для контроля остаточного заряда аккумуляторной батареи. Для этого предлагается применение системы управления на основе алгоритма нечеткой логики. Тяговая система данного транспортного средства основана на использовании бесколлекторных двигателей постоянного тока и литионных аккумуляторов, а также включает в себя систему электронного дифференциала. Для проверки эффективности предложенного алгоритма управления было проведено имитационное моделирование в пакете программ MATLAB/Simulink. В ходе моделирования сравнивались результаты работы классической системы стабилизации линейной скорости транспортного средства на базе ПИД-регулятора и системы с использованием алгоритмов нечеткой логики. Для проверки работоспособности разработанного алгоритма управления был создан экспериментальный стенд, на котором были проведены испытания. Результаты имитационного моделирования были сравнены с результатами физических испытаний, что подтверждает эффективность предложенного алгоритма управления.

This paper deals with the possibility of improving the energy efficiency of a trackless vehicle by using modern control techniques to control the remaining battery charge. For this purpose, it is proposed to use a control system based on a fuzzy logic algorithm. The traction system of this vehicle is based on the use of brushless DC motors and lithium batteries, and also includes an electronic differential system. To test the effectiveness of the proposed control algorithm, simulation modeling was carried out in the MATLAB/Simulink software package. During the simulation, the results of the operation of a classical vehicle linear speed stabilization system based on a PID controller and a system using fuzzy logic algorithms were compared. To test the performance of the developed control algorithm, an experimental stand was created on which tests were carried out. The simulation results were compared with the physical test results, confirming the effectiveness of the proposed control algorithm.

нечеткая логикаэлектрический транспортэнергоэффективностьэлектроприводзапас ходаfuzzy logicelectric transportenergy efficiencyelectric drivedriving rangeReferences. Джон Г. С. Вождение электромобиля с увеличенным запасом хода и поведение при зарядке, наблюдаемое на ранних этапах проекта EV / Джон Г. Смарт, Уоррен Б. Пауэлл // Конференция: Всемирный конгресс SAE 2013, Проект EV, DOI: 10.4271/2013-01-1441. Джон Г. С. Вождение электромобиля с увеличенным запасом хода и поведение при зарядке, наблюдаемое на ранних этапах проекта EV / Джон Г. Смарт, Уоррен Б. Пауэлл // Конференция: Всемирный конгресс SAE 2013, Проект EV, DOI: 10.4271/2013-01-1441. Льв, Ю.-М.; Юань, Х.-В.; Лю, Ю.-Ю.; Ван, К.-С. Система управления энергопотреблением композитного источника питания аккумулятор-ультраконденсатор для гибридных электромобилей на основе нечеткой логики. В материалах Первой международной конференции 2010 г. по всеобъемлющим вычислениям, обработке сигналов и приложениям, Харбин, Китай, 17–19 сентября 2010 г.; стр. 1209-1214.. Льв, Ю.-М.; Юань, Х.-В.; Лю, Ю.-Ю.; Ван, К.-С. Система управления энергопотреблением композитного источника питания аккумулятор-ультраконденсатор для гибридных электромобилей на основе нечеткой логики. В материалах Первой международной конференции 2010 г. по всеобъемлющим вычислениям, обработке сигналов и приложениям, Харбин, Китай, 17–19 сентября 2010 г.; стр. 1209-1214.. Сатишкумар П.; Пяо С.; Хан М.А.; Ким Д.Х.; Ким М.С.; Чон Д.К.; Ли С.; Ким Х. Дж. Преобразователь DAB-IBDC со смешанным управлением SPS-ESPS для автономной солнечной энергосистемы. Энергии 2017, 10, 1431.. Сатишкумар П.; Пяо С.; Хан М.А.; Ким Д.Х.; Ким М.С.; Чон Д.К.; Ли С.; Ким Х. Дж. Преобразователь DAB-IBDC со смешанным управлением SPS-ESPS для автономной солнечной энергосистемы. Энергии 2017, 10, 1431.. Хусейн С.; Али М.У.; Парк Г.-С.; Ненгру С.Х.; Хан М.А.; Ким Х.-Дж. Биадаптивная система управления энергопотреблением в реальном времени на базе контроллера для гибридных электромобилей с аккумулятором и суперконденсатором. Энергии. – 2019, 12, 4662.. Хусейн С.; Али М.У.; Парк Г.-С.; Ненгру С.Х.; Хан М.А.; Ким Х.-Дж. Биадаптивная система управления энергопотреблением в реальном времени на базе контроллера для гибридных электромобилей с аккумулятором и суперконденсатором. Энергии. – 2019, 12, 4662.. Инь Х.; Чжоу В.; Ли М.; Ма С.; Чжао С. Адаптивная система управления энергопотреблением на основе нечеткой логики в гибридных электромобилях с аккумулятором и ультраконденсатором. IEEE Транс. Трансп. Электриф. 2016, 2, 300–311.. Инь Х.; Чжоу В.; Ли М.; Ма С.; Чжао С. Адаптивная система управления энергопотреблением на основе нечеткой логики в гибридных электромобилях с аккумулятором и ультраконденсатором. IEEE Транс. Трансп. Электриф. 2016, 2, 300–311.. Хан М.А.; Кришна Т. Н. В.; Сатишкумар П.; Сарат Г.; Ким Х.-Дж. Гибридный источник питания с нечеткой стратегией быстрой зарядки для мобильных роботов. В материалах Международной конференции по робототехнике информационных и коммуникационных технологий (ICT-ROBOT 2016), Пусан, Корея, 7-9 сентября 2016 г.. Хан М.А.; Кришна Т. Н. В.; Сатишкумар П.; Сарат Г.; Ким Х.-Дж. Гибридный источник питания с нечеткой стратегией быстрой зарядки для мобильных роботов. В материалах Международной конференции по робототехнике информационных и коммуникационных технологий (ICT-ROBOT 2016), Пусан, Корея, 7-9 сентября 2016 г.. Али М.У.; Камран М.А.; Кумар П.С.; Химаншу; Ненгру С.Х.; Хан М.А.; Хусейн А.; Ким Х.-Дж.Онлайн-идентификация модели на основе данных и адаптивный подход к оценке состояния заряда литий-ионных аккумуляторов с использованием метода множителей Лагранжа. Энергии 2018, 11, 2940.. Али М.У.; Камран М.А.; Кумар П.С.; Химаншу; Ненгру С.Х.; Хан М.А.; Хусейн А.; Ким Х.-Дж.Онлайн-идентификация модели на основе данных и адаптивный подход к оценке состояния заряда литий-ионных аккумуляторов с использованием метода множителей Лагранжа. Энергии 2018, 11, 2940.. Салмаси Ф. Р. Стратегии управления гибридными электромобилями: эволюция, классификация, сравнение и будущие тенденции. IEEE Транс. Вех. Технол. 2007, 56, 2393-2404.. Салмаси Ф. Р. Стратегии управления гибридными электромобилями: эволюция, классификация, сравнение и будущие тенденции. IEEE Транс. Вех. Технол. 2007, 56, 2393-2404.. Гао С.; Чжао Дж.; Ву Дж.; Хао X. Оптимальная система управления энергией на основе нечеткой логики гибридной системы хранения энергии аккумулятор/суперконденсатор для электромобилей. В материалах 12-го Всемирного конгресса по интеллектуальному управлению и автоматизации (WCICA) 2016 г., Гуйлинь, Китай, 12–15 июня 2016 г.; стр. 98-102.. Гао С.; Чжао Дж.; Ву Дж.; Хао X. Оптимальная система управления энергией на основе нечеткой логики гибридной системы хранения энергии аккумулятор/суперконденсатор для электромобилей. В материалах 12-го Всемирного конгресса по интеллектуальному управлению и автоматизации (WCICA) 2016 г., Гуйлинь, Китай, 12–15 июня 2016 г.; стр. 98-102.. Хеллендорн Х.; Палм Р. Нечеткие системные технологии в отделе исследований и разработок Siemens. Fuzzy Sets Syst. 1994, 63, 245–269.. Хеллендорн Х.; Палм Р. Нечеткие системные технологии в отделе исследований и разработок Siemens. Fuzzy Sets Syst. 1994, 63, 245–269.. Марзуги Х.; Кадри А.; Мартин Ж.-П.; Амари М.; Пьерфедеричи С.; Бача Ф. Внедрение системы энергоменеджмента гибридного источника питания для электромобилей. Конверторы энергии. Менеджер. 2019, 195, 830-843.. Марзуги Х.; Кадри А.; Мартин Ж.-П.; Амари М.; Пьерфедеричи С.; Бача Ф. Внедрение системы энергоменеджмента гибридного источника питания для электромобилей. Конверторы энергии. Менеджер. 2019, 195, 830-843.. Инь Х.; Чжао С.; Ли М.; Ма К. Оптимизация управления энергией для гибридных систем хранения энергии аккумулятор/SC. В материалах IECON 2013–39-й ежегодной конференции Общества промышленной электроники IEEE, Вена, Австрия, 10–13 ноября 2013 г.; стр. 6764-6769.. Инь Х.; Чжао С.; Ли М.; Ма К. Оптимизация управления энергией для гибридных систем хранения энергии аккумулятор/SC. В материалах IECON 2013–39-й ежегодной конференции Общества промышленной электроники IEEE, Вена, Австрия, 10–13 ноября 2013 г.; стр. 6764-6769.. Мд Махмуд Управление скоростью двигателя BLDC с помощью ПИД-регулятора / Мд Махмуд, С.М.А. Мотакаббер, А. Х. М. Захирул Алам, Анис Нурашикин Нордин // (IJACSA) Международный журнал передовых компьютерных наук и приложений, Vol. 11, № 3, – 2020.. Мд Махмуд Управление скоростью двигателя BLDC с помощью ПИД-регулятора / Мд Махмуд, С.М.А. Мотакаббер, А. Х. М. Захирул Алам, Анис Нурашикин Нордин // (IJACSA) Международный журнал передовых компьютерных наук и приложений, Vol. 11, № 3, – 2020.. Аманда Даниэль О. да С. Дантас, Андре Фелипе О. де А. Дантас, Жоао Тьяго Л. С. Кампос, Домингуш Л. де Алмейда Нето и Карлос Эдуардо Т.ПИД-регулирование Dórea для электромобилей, на которые распространяются ограничения по сигналу управления и скорости, получено 1 июня 2018 г.; Принял 19 июля 2018 г.; Опубликовано 1 августа 2018 г.. Аманда Даниэль О. да С. Дантас, Андре Фелипе О. де А. Дантас, Жоао Тьяго Л. С. Кампос, Домингуш Л. де Алмейда Нето и Карлос Эдуардо Т.ПИД-регулирование Dórea для электромобилей, на которые распространяются ограничения по сигналу управления и скорости, получено 1 июня 2018 г.; Принял 19 июля 2018 г.; Опубликовано 1 августа 2018 г.. Муньянеза О. Проектирование управления скоростью для системы транспортного средства с использованием нечеткой логики и ПИД-регулятора / Оливье Муньянеза, Бернард Б. Муньязиквие, Хамид Реза Карими // Материалы Международной конференции по нечеткой теории и ее приложениям 2015 г. (iFUZZY), The Evergreen Resort Hotel (Jiaosi) ), Илань, Тайвань, 18-20 ноября – 2015 г.. Муньянеза О. Проектирование управления скоростью для системы транспортного средства с использованием нечеткой логики и ПИД-регулятора / Оливье Муньянеза, Бернард Б. Муньязиквие, Хамид Реза Карими // Материалы Международной конференции по нечеткой теории и ее приложениям 2015 г. (iFUZZY), The Evergreen Resort Hotel (Jiaosi) ), Илань, Тайвань, 18-20 ноября – 2015 г.. Макаров И. М. Искусственный интеллект. и интеллектуальные системы управления / И. М. Макаров, В. М. Лохин, С. В. Манько, М. П. Романов; Отделение информ. технологии и числа. система РАН. – М.: Наука, 2006 – 334 с.. Макаров И. М. Искусственный интеллект. и интеллектуальные системы управления / И. М. Макаров, В. М. Лохин, С. В. Манько, М. П. Романов; Отделение информ. технологии и числа. система РАН. – М.: Наука, 2006 – 334 с.. Круг Е. К. Цифровые нормативы: научное издание / Е. К. Круг, Т. М. Александриди, С. Н. Дилигенский. – Москва; Ленинград: Энергия, 1966 – 504 с.. Круг Е. К. Цифровые нормативы: научное издание / Е. К. Круг, Т. М. Александриди, С. Н. Дилигенский. – Москва; Ленинград: Энергия, 1966 – 504 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.