Математическая модель и способ определения положения смещаемого центра тяжести беспилотной транспортной платформы

Аннотация

В данной статье разработаны и предложены способ модульного подхода к определению положения центра системы параллельных сил, математическая модель для определения положения смещаемого центра тяжести и результаты расчётов координат центра тяжести беспилотной транспортной платформы, основанные на разбиении сложной системы параллельных сил на модули (подгруппы систем параллельных сил) с последующим изучением положения центра тяжести всей системы по расположению центров тяжестей её модулей. Существующие методы в основном базируются на расчёте координат центра тяжести всей механической системы по центрам тяжести всех её многочисленных элементов, что увеличивает время проведения расчёта, трудозатраты и усложняет автоматизацию. В отличие от существующих методов и средств, предлагаемые способ и математическая модель позволяют упростить и автоматизировать процесс определения положения смещаемого  центра тяжести всей системы, не требуют дорогостоящего оборудования, а в случае беспилотной транспортной платформы позволяют управлять смещением центра тяжести таким образом, чтобы выполнялось условие боковой устойчивости. Это позволяет в любой момент времени контролировать движение беспилотной платформы и определять, на сколько процентов можно дополнительно увеличить (или необходимо уменьшить) скорость движения, не допуская опрокидывания платформы на бок.
В расчётной части статьи с помощью предлагаемых способа и математической модели найдены координаты центра тяжести беспилотной снегоходной платформы в заранее заданном положении модулей. Ранее в работе [8] такие координаты найдены экспериментально. Расхождения между теоретическими значениями координат и значениями координат, полученными экспериментально, оказались в пределах 0,3 %. Это подтверждает эффективность и применимость разработанного способа и математической модели, позволяющих определять координаты центра параллельных сил (и, в частности, координаты центра тяжести) как на стадии производства, так и во время эксплуатации беспилотной транспортной платформы со смещаемым центром тяжести.
Предлагаемые способ и модель могут найти широкое применение на заводах-изготовителях изделий, например, беспилотных снегоходов со смещаемым центром тяжести, а также на предприятиях, эксплуатирующих беспилотные платформы, и при охране пограничных районов страны в арктических зонах, поскольку они сокращают временные и финансовые затраты на испытания и контроль качества технического состояния изделия за счёт универсальности способа и модели, улучшения массогабаритных показателей выделенных модулей, меняющих своё положение относительно друг друга.