علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

طراحی و ارزیابی گشتاور کمک‌کننده مبتنی بر منطق فازی در سیستم فرمان الکتریکی

نوع مقاله : Articles

نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک، مرکز تحقیقات پیشرفته توانبخشی و رباتیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
2 گروه مهندسی برق، مرکز تحقیقات پیشرفته توانبخشی و رباتیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
3 گروه مهندسی برق، قطب علمی رایانش نرم و پردازش هوشمند اطلاعات، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
چکیده
این مقاله چارچوب یکپارچه‌ای برای سیستم فرمان یاریگر الکتریکی (EPS) ارائه می‌دهد که شامل مدل خودرو با دو درجه آزادی جانبی–پیچی، نمایش ستون فرمان با بازخورد گشتاور جاده و الگوریتم پیش‌بینی مسیر برای مدل‌سازی رفتار راننده است. به‌عنوان جایگزینی برای منحنی‌های یاریگر خطی اشباع‌شده، نگاشت گشتاور یاریگر به روش فازی توسعه یافته که غیرخطی و با بهینگی در طراحی و استفاده از دانش شخص خبره عمل می‌کند. با حداقل قوانین و توابع عضویت گاوسی، این نگاشت گذارهای نرم و پیوسته‌ای را در نواحی مختلف نگاشت ایجاد می‌کند و از ناپیوستگی‌های فرم‌های خطی تکه‌ای جلوگیری می‌کند. عملکرد سیستم در سناریوی رانندگی با انحناهای واقعی جاده، اغتشاشات ستون فرمان و شرایط سرعتی متفاوت بررسی شد. شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که استراتژی فازی گشتاور راننده را کاهش می‌دهد و در عین حال تقویت بیش از حد گشتاور یاریگر در سرعت‌های بالا را محدود می‌کند تا پایداری و اختیار راننده حفظ شود. همچنین پاسخ ستون فرمان نرم‌تر و مصرف انرژی موتور بهبود یافته و نشان‌دهنده قابلیت استفاده آن در EPS واقعی است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Design and Evaluation of a Fuzzy Assist Torque Map for Electric Power Steering Systems

نویسندگان English

Asal Khaleghi 1
Mohammadreza Ghourchi 2
Ali Saadatpour 2
Iman Kardan 1
Mohammadreza Akbarzadeh Totonchi 3
Alireza Akbarzadeh 1
1 Mechanical Engineering Department, Center of Advanced Rehabilitation and Robotics Research (FUM-CARE) Ferdowsi University of Mashhad Mashhad, Iran
2 Electrical Engineering Department, Center of Advanced Rehabilitation and Robotics Research (FUM-CARE) Ferdowsi University of Mashhad Mashhad, Iran
3 Electrical Engineering Department, Center of Excellence on Soft Computing and Intelligent Information Processing Ferdowsi University of Mashhad Mashhad, Iran
چکیده English

This paper presents an integrated Electric Power Steering (EPS) framework that combines a two-degree-of-freedom lateral–yaw vehicle model, a detailed steering-column representation with road-torque feedback, and a future-prediction driver steering model. To replace conventional saturated linear assist curves, a compact Sugeno-type fuzzy assist-torque map is developed as a nonlinear and computationally efficient alternative. Using a minimal rule base with Gaussian membership functions, the proposed map ensures smooth, continuous transitions across driver-torque and vehicle-speed inputs while avoiding the discontinuities inherent to piecewise linear formulations. System performance is assessed in a representative driving scenario with realistic road curvature, steering column disturbances, and operating conditions spanning both low-speed maneuvering and higher-speed stability regimes. Simulations show that the fuzzy assist strategy reduces driver workload when additional support is required yet intentionally restrains torque amplification at elevated speeds to preserve stability and driver authority. It also yields smoother steering-column responses and improved motor-energy efficiency compared with the baseline linear assist curve demonstrating its suitability for real-time EPS applications.

کلیدواژه‌ها English

Electric power steering
Steering assist
Assist characteristic
Assist curve
Fuzzy assist torque map
Future prediction steering control Path tracking
ارسال نظر در مورد این مقاله
نام را وارد کنید.
نشانی پست الکترونیکی را به درستی وارد کنید.
وابستگی سازمانی را به درستی وارد کنید.
توضیحات را وارد کنید (حداقل 50 حرف)
CAPTCHA Image
شناسه امنیتی را به درستی وارد کنید.