Post-doc projekt PILOT bygger in körbara fysikmodeller av samverkan mellan hjul och mark direkt i styrsystemet hos tunga anläggningsmaskiner, så att de kan läsa av underlaget i realtid och anpassa sitt beteende när terrängförhållandena förändras.
PILOT utvecklar maskinregulatorer där en fysikmodell av samverkan mellan hjul och mark körs som kärnan i reglerslingan. Sensorsignaler – hjulvarvtal, drivmoment och motordata – matas kontinuerligt in i den inbyggda modellen, som utifrån dem härleder markens egenskaper, såsom mjukhet och kohesion, och uppdaterar regulatorns strategi i realtid. När förhållandena ändras upptäcker modellen det och anpassar sig. Maskininlärning stöder skattningen av parametrar som inte kan mätas direkt, men det är de fysikaliska ekvationerna som styr prognoser och reglering.
En hjullastare som arbetar i en gruva eller på en byggarbetsplats kan under ett enda arbetspass köra över fast grus, blöt lera och lös sand. Varje typ av underlag kräver en egen körstrategi, men dagens maskiner har fasta regulatorer som inte kan anpassa sig. När marken oväntat blir mjukare ökar hjulslirningen, bränsleförbrukningen stiger och maskinen riskerar att fastna.
PILOT:s angreppssätt är att placera en körbar fysikmodell i styrsystemets kärna. Den numeriska modellen bygger på jordmekanik och flerkroppsdynamik och beskriver hur krafter uppstår mellan ett roterande hjul och deformerbar mark. Den körs kontinuerligt vid sidan av maskinen, tar emot sensordata och håller en aktuell bild av marken – dess motstånd mot hoptryckning, dess kohesion och hur snabbt greppet försämras när slirningen ökar. När förhållandena ändras uppdaterar modellen sina parametrar och skickar en reviderad prognos till regulatorn, som justerar hjulmoment och hjulvarvtal så att maskinen hålls nära sin optimala arbetspunkt. Målet är en hjullastare, och på sikt andra tunga terrängfordon, som förblir effektiv och framkomlig oavsett terräng.
Besök vår hemsida för mer information!
