一種四輪獨立轉向電動車轉向控制方法及系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種四輪獨立轉向電動車轉向控制方法及系統，解決了現有技術中四輪獨立驅動四輪獨立轉向的電動車缺乏穩定且經濟適用的轉向策略的技術問題，所述方法包括：當電動車需要轉向時，獲取電動車的方向盤轉角和車速；基于車速和車速傳動比數學模型，獲取在不同車速下電動車的方向盤與后輪轉角之間的變傳動比；基于方向盤轉角獲取電動車的前輪轉角；基于變傳動比車輛理想模型、車速和前輪轉角，獲取電動車的車輛理想狀態；同時，基于四輪轉向電動車線性二自由度模型、車速和前輪轉角，獲取電動車的車輛實際狀態；基于車輛理想狀態和實際狀態，獲取電動車的后輪轉角，并基于前、后輪轉角控制電動車轉向。
【專利說明】一種四輪獨立轉向電動車轉向控制方法及系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電動車轉向控制【技術領域】，尤其涉及一種四輪獨立轉向電動車轉向控 制方法及系統。
【背景技術】
[0002] 汽車轉向系統用來改變或保持汽車行駛方向，其功能就是按照駕駛員的意愿控 制汽車的行駛方向，汽車轉向系統對汽車的行駛安全至關重要。四輪轉向（4WS，4Wheel Steering)系統由于其能夠有效地改善汽車的操縱穩定性，得到廣泛的應用和發展。
[0003] 早期，4WS汽車采用固定傳動比的前輪轉向（FWS，Front Wheel Steering)方式進 行轉向，即駕駛員通過方向盤控制汽車前輪轉向、后輪跟隨前輪轉向的方式，其中，汽車方 向盤到前輪的傳動比為固定傳動比；但是，由于后輪在汽車轉向過程中缺乏主動性，汽車存 在轉向靈敏度不高的缺陷。進一步，為了在此基礎上提高汽車的轉向靈敏度和穩定性，近年 來，學者和研宄人員對早期的前輪轉向方式進行研宄改進，尤其對后輪主動控制策略進行 了大量的研宄，如零質心側偏角控制策略、橫擺角度跟蹤控制策略等，得到改進后的汽車轉 向方式，即前輪轉向機構不變、后輪主動轉向的方式，并且這一轉向方式目前已被大多4WS 汽車（如四輪轉向電動車）采用，并在一定程度上實現了汽車的經濟型和可靠性。
[0004] 但是，汽車轉向的設計要求為盡量使汽車的轉向特性接近于理想轉向特性，即汽 車在低速下具有高的轉向靈敏度和在高速下具有好的轉向穩定性；這一點同樣適用于四輪 轉向電動車。隨著汽車技術的不斷發展，為了滿足人們的使用需求，擴大四輪轉向電動車轉 向的角度范圍、增加電動車的轉向方式（如在傳統的轉向方式的基礎上增加橫向平移、原 地掉頭等轉向方式），四輪獨立驅動且四輪獨立轉向的電動汽車已問世；然而，以往采用零 質心側偏角的控制策略，所獲得的橫擺角速度增益很小，高速下導致過多的轉向不足，即四 輪獨立驅動四輪獨立轉向的電動車轉向方式的多樣化使得車輛整車轉向穩定性下降。對于 現有的采用定傳動比的前輪轉向方式，很難滿足上述汽車轉向理想化的設計要求。另外，針 對此缺陷，可采用變傳動比轉向系統，但是變傳動比轉向系統的機械結構復雜且成本高，不 利于廣泛推廣。
[0005] 可見，在現有技術中存在，四輪獨立驅動四輪獨立轉向的電動車缺乏穩定且經濟 適用的轉向策略的技術問題。
【發明內容】
[0006] 本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術中存在的四輪獨立驅動四輪獨立轉 向的電動車缺乏穩定且經濟適用的轉向策略的問題，提供一種四輪獨立轉向電動車轉向控 制方法及系統，使得車輛在低速下具有高的轉向靈敏度和在高速下具有好的轉向穩定性。
[0007] 解決了現有技術中存在的四輪獨立驅動四輪獨立轉向的電動車缺乏穩定且經濟 適用的轉向策略的技術問題，一方面，實現了四輪獨立轉向電動車的車輛轉向的實際特性 與理想特性趨于一致，使得車輛在低速下具有高的轉向靈敏度和在高速下具有好的轉向穩 定性的技術效果，另一方面，該電動車能夠在不改變前輪轉向結構的情況下，通過調整后 輪，獲得變傳動比的理想轉向特性，大大降低了設計成本，且控制策略可以自由設計，避免 了機械結構的限制。
[0008] -方面，本發明實施例提供了一種四輪獨立轉向電動車轉向控制方法，所述方法 包括步驟：
[0009] S1、當四輪獨立轉向電動車處于工作狀態且需要轉向時，獲取所述電動車的方向 盤轉角和車速；其中，所述車速為可變速度；
[0010] S2、基于所述車速和車速傳動比數學模型，獲取在不同車速下所述電動車的方向 盤與后輪轉角之間的變傳動比；
[0011] S3、基于所述方向盤轉角，獲取所述電動車的前輪轉角；
[0012] S4、基于變傳動比車輛理想模型、所述車速和所述前輪轉角，獲取所述電動車的車 輛理想狀態；同時，基于四輪轉向電動車線性二自由度模型、所述車速和所述前輪轉角，獲 取所述電動車的車輛實際狀態；
[0013] S5、基于所述車輛理想狀態和所述車輛實際狀態，獲取所述電動車的后輪轉角，并 基于所述前輪轉角和所述后輪轉角控制所述電動車轉向。
[0014] 可選的，所述電動車設置有線性二次型最優控制器，所述步驟S5,包括步驟：
[0015] S511、基于所述車輛理想狀態和所述車輛實際狀態，獲取所述電動車在理想情況 和實際情況下的車輛狀態誤差；
[0016] S512、根據所述車輛狀態誤差，通過所述線性二次型最優控制器控制所述電動車 的后輪轉動，獲取所述后輪轉角；
[0017] S513、基于所述前輪轉角和所述后輪轉角控制所述電動車轉向。
[0018] 可選的，所述步驟S4,包括步驟：
[0019] S41、基于所述變傳動比、所述變傳動比車輛理想模型、所述車速和所述前輪轉角， 獲得所述所述電動車的期望橫擺角速度；
[0020] S42、基于四輪轉向電動車線性二自由度模型、所述車速和所述前輪轉角，獲取所 述電動車的實際橫擺角速度。
[0021] 可選的，所述步驟S5,包括步驟：
[0022] S521、基于所述期望橫擺角速度和所述實際橫擺角速度，獲取所述電動車的實際 橫擺角速度相對于期望橫擺角速度的橫擺角速度誤差；
[0023] S522、基于所述橫擺角速度誤差，控制調整所述電動車的后輪轉動，獲取所述電動 車的后輪轉角；
[0024] S523、基于所述前輪轉角、所述后輪轉角以及所述四輪轉向電動車線性二自由度 模型，控制所述電動車轉向。
[0025] 可選的，所述后輪轉角為所述前輪轉角的N倍，N為關于所述電動車的期望橫擺角 速度增益和車輛狀態變量反饋增益的多項式，N為實數。
[0026] 另一方面，本發明實施例還提供了一種四輪獨立轉向電動車轉向控制系統，包 括：
[0027] 方向盤轉角及車速獲取單元，用于當四輪獨立轉向電動車處于工作狀態且需要轉 向時，獲取所述電動車的方向盤轉角和車速；其中，所述車速為可變速度；
[0028] 傳動比獲取單元，用于基于所述車速和車速傳動比數學模型，獲取在不同車速下 所述電動車的方向盤與后輪轉角之間的變傳動比；
[0029] 前輪轉角獲取單元，用于基于所述方向盤轉角，獲取所述電動車的前輪轉角；
[0030] 車輛狀態獲取單元，用于基于變傳動比車輛理想模型、所述車速和所述前輪轉角， 獲取所述電動車的車輛理想狀態；同時，基于四輪轉向電動車線性二自由度模型、所述車速 和所述前輪轉角，獲取所述電動車的車輛實際狀態；
[0031] 轉向控制單元，用于基于所述車輛理想狀態和所述車輛實際狀態，獲取所述電動 車的后輪轉角，并基于所述前輪轉角和所述后輪轉角控制所述電動車轉向。
[0032] 可選的，所述電動車設置有線性二次型最優控制器，所述轉向控制單元，包括：
[0033] 車輛狀態誤差獲取模塊，用于基于所述車輛理想狀態和所述車輛實際狀態，獲取 所述電動車在理想情況和實際情況下的車輛狀態誤差；
[0034] 第一后輪轉角獲取模塊，用于根據所述車輛狀態誤差，通過所述線性二次型最優 控制器控制所述電動車的后輪轉動，獲取所述后輪轉角；
[0035] 第一轉向控制模塊，用于基于所述前輪轉角、所述后輪轉角以及所述四輪轉向電 動車線性二自由度模型，控制所述電動車轉向。
[0036] 可選的，所述車輛狀態獲取單元，具體包括：
[0037] 期望橫擺角速度獲取模塊，用于基于所述變傳動比、所述變傳動比車輛理想模型、 所述車速和所述前輪轉角，獲得所述所述電動車的期望橫擺角速度；
[0038] 實際橫擺角速度獲取模塊，用于基于四輪轉向電動車線性二自由度模型、所述車 速和所述前輪轉角，獲取所述電動車的實際橫擺角速度。
[0039] 可選的，所述轉向控制單元，包括：
[0040] 橫擺角速度誤差獲取模塊，用于基于所述期望橫擺角速度和所述實際橫擺角速 度，獲取所述電動車的實際橫擺角速度相對于期望橫擺角速度的橫擺角速度誤差；
[0041] 第二后輪轉角獲取模塊，用于基于所述橫擺角速度誤差，控制調整所述電動車的 后輪轉動，獲取所述電動車的后輪轉角；
[0042] 第二轉向控制模塊，用于基于所述前輪轉角、所述后輪轉角以及所述四輪轉向電 動車線性二自由度模型，控制所述電動車轉向。
[0043] 可選的，所述后輪轉角為所述前輪轉角的N倍，N為關于所述電動車的期望橫擺角 速度增益和車輛狀態變量反饋增益的多項式，N為實數。
[0044] 本發明實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：
[0045] 由于在本發明實施例中，當四輪獨立轉向電動車處于工作狀態且需要轉向時，通 過獲取所述電動車的方向盤轉角和車速；基于所述車速和車速傳動比數學模型，獲取在不 同車速下所述電動車的方向盤與后輪轉角之間的變傳動比；再基于所述方向盤轉角，獲取 所述電動車的前輪轉角；進一步，結合變傳動比車輛理想模型、所述車速和所述前輪轉角， 獲取所述電動車的車輛理想狀態；同時，基于四輪轉向電動車線性二自由度模型、所述車速 和所述前輪轉角，獲取所述電動車的車輛實際狀態；最終基于所述車輛理想狀態和所述車 輛實際狀態，獲取所述電動車的后輪轉角，及基于所述前輪轉角和所述后輪轉角控制所述 電動車轉向，解決了現有技術中四輪獨立驅動四輪獨立轉向的電動車缺乏穩定且經濟適用 的轉向策略的技術問題，一方面，實現了四輪獨立轉向電動車的車輛轉向的實際特性與理 想特性趨于一致，使得車輛在低速下具有高的轉向靈敏度和在高速下具有好的轉向穩定性 的技術效果，另一方面，該電動車能夠在不改變前輪轉向結構的情況下，通過調整后輪，獲 得變傳動比的理想轉向特性，大大降低了設計成本，且控制策略可以自由設計，避免了機械 結構的限制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0046] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0047] 圖IA-圖ID為本發明實施例提供的四輪獨立轉向電動車轉向示意圖；
[0048] 圖2為本發明實施例提供的第一種四輪獨立轉向電動車轉向控制方法流程圖；
[0049] 圖3為本發明實施例提供的第二種四輪獨立轉向電動車轉向控制方法流程圖；
[0050] 圖4為本發明實施例提供的第三種四輪獨立轉向電動車轉向控制方法流程圖；
[0051] 圖5為本發明實施例提供的不同車速下的橫擺角速度增益曲線圖；
[0052] 圖6為本發明實施例提供的與車速相關的電動車轉向變傳動比曲線圖；
[0053] 圖7為本發明實施例提供的四輪轉向電動車的線性二自由度模型結構圖；
[0054] 圖8為本發明實施例提供的四輪電動車后輪轉角變化特性曲面圖；
[0055] 圖9為本發明實施例提供的四輪電動車橫擺角速度階躍曲面圖；
[0056] 圖10為本發明實施例提供的四輪電動車質心側偏角階躍曲面圖；
[0057] 圖IlA-圖IlB為本發明實施例提供的四輪電動車低速情況下FWS和4WS的階躍 響應圖；
[0058] 圖12A-圖12B為本發明實施例提供的四輪電動車高速情況下FWS和4WS的階躍 響應圖；
[0059] 圖13為本發明實施例提供的第一種四輪獨立轉向電動車轉向控制系統結構框 圖；
[0060] 圖14為本發明實施例提供的第二種四輪獨立轉向電動車轉向控制系統結構框 圖；
[0061] 圖15為本發明實施例提供的第三種四輪獨立轉向電動車轉向控制系統結構框 圖。
【具體實施方式】
[0062] 本發明實施例通過提供一種四輪獨立轉向電動車轉向控制方法，解決了現有技術 中存在的四輪獨立驅動四輪獨立轉向的電動車缺乏穩定且經濟適用的轉向策略的技術問 題，一方面，實現了四輪獨立轉向電動車的車輛轉向的實際特性與理想特性趨于一致，使得 車輛在低速下具有高的轉向靈敏度和在高速下具有好的轉向穩定性的技術效果，另一方 面，該電動車能夠在不改變前輪轉向結構的情況下，通過調整后輪，獲得變傳動比的理想轉 向特性，大大降低了設計成本，且控制策略可以自由設計，避免了機械結構的限制。
[0063] 本發明實施例的技術方案為解決上述技術問題，總體思路如下：
[0064] 本發明實施例提供了一種四輪獨立轉向電動車轉向控制方法，所述方法包括步 驟：當四輪獨立轉向電動車處于工作狀態且需要轉向時，獲取所述電動車的方向盤轉角和 車速；其中，所述車速為可變速度；基于所述車速和車速傳動比數學模型，獲取在不同車速 下所述電動車的方向盤與后輪轉角之間的變傳動比；基于所述方向盤轉角，獲取所述電動 車的前輪轉角；基于變傳動比車輛理想模型、所述車速和所述前輪轉角，獲取所述電動車的 車輛理想狀態；同時，基于四輪轉向電動車線性二自由度模型、所述車速和所述前輪轉角， 獲取所述電動車的車輛實際狀態；基于所述車輛理想狀態和所述車輛實際狀態，獲取所述 電動車的后輪轉角，并基于所述前輪轉角和所述后輪轉角控制所述電動車轉向。
[0065] 可見，在本發明實施例中，首先，獲取四輪獨立轉向電動車的方向盤轉角和車速； 并通過所述車速和車速傳動比數學模型，獲取在不同車速下所述電動車的方向盤與后輪轉 角之間的變傳動比；由于車輛方向盤和前輪之間為線連接關系，當方向盤轉角確定時，即可 確定前輪轉角；進一步，在已知車速、前輪轉角的基礎上，分別結合變傳動比車輛理想模型 和四輪轉向電動車線性二自由度模型，獲得車輛理想狀態和車輛實際狀態；最后，通過車輛 理想狀態和實際狀態，獲得電動車的后輪轉角，并基于所述前輪轉角和所述后輪轉角控制 所述電動車轉向。解決了現有技術中四輪獨立驅動四輪獨立轉向的電動車缺乏穩定且經 濟適用的轉向策略的技術問題，一方面，實現了四輪獨立轉向電動車的車輛轉向的實際特 性與理想特性趨于一致，使得車輛在低速下具有高的轉向靈敏度和在高速下具有好的轉向 穩定性的技術效果，另一方面，該電動車能夠在不改變前輪轉向結構的情況下，通過調整后 輪，獲得變傳動比的理想轉向特性，大大降低了設計成本，且控制策略可以自由設計，避免 了機械結構的限制。
[0066] 為了更好的理解上述技術方案，下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對上 述技術方案進行詳細的說明，應當理解本發明實施例以及實施例中的具體特征是對本申請 技術方案的詳細的說明，而不是對本申請技術方案的限定，在不沖突的情況下，本發明實施 例以及實施例中的技術特征可以相互組合。
[0067] 實施例一
[0068] 本發明實施例提供了一種四輪獨立轉向電動車轉向控制方法；其中，四輪獨立轉 向電動車設置有四個獨立的動力驅動電機和四個獨立的轉向驅動電機，即每個輪子分別設 置有兩個驅動電機，一個用來作為動力驅動，另一個用來作為轉向驅動，這樣的輪子驅動設 計，使得車子轉動的角度變大，每個車輪都能進行180度轉向（包括正向及反向各90度）， 甚至可以橫向移動，如圖1所示；具體的，圖IA表示車原地轉向，圖IB表示車橫向行駛，圖 IC表示車同向偏轉（如原行駛方向為向右，轉向方向仍為右），圖ID表示車異向偏轉（如 原行駛方向為向右，轉向方向仍為左）。接著，請參考圖2,所述轉向控制方法包括步驟：
[0069] S1、當四輪獨立轉向電動車處于工作狀態且需要轉向時，獲取所述電動車的方向 盤轉角和車速；其中，所述車速為可變速度；
[0070] S2、基于所述車速和車速傳動比數學模型，獲取在不同車速下所述電動車的方向 盤與后輪轉角之間的變傳動比；
[0071] S3、基于所述方向盤轉角，獲取所述電動車的前輪轉角；
[0072] S4、基于變傳動比車輛理想模型、所述車速和所述前輪轉角，獲取所述電動車的車 輛理想狀態；同時，基于四輪轉向電動車線性二自由度模型、所述車速和所述前輪轉角，獲 取所述電動車的車輛實際狀態；
[0073] S5、基于所述車輛理想狀態和所述車輛實際狀態，獲取所述電動車的后輪轉角，并 基于所述前輪轉角和所述后輪轉角控制所述電動車轉向。
[0074] 進一步，所述電動車設置有線性二次型最優控制器（LQR，linear quadratic regulator)，請參考圖3,所述步驟S5,包括步驟：
[0075] S511、基于所述車輛理想狀態和所述車輛實際狀態，獲取所述電動車在理想情況 和實際情況下的車輛狀態誤差；
[0076] S512、根據所述車輛狀態誤差，通過所述線性二次型最優控制器控制所述電動車 的后輪轉動，獲取所述后輪轉角；
[0077] S513、基于所述前輪轉角、所述后輪轉角以及所述四輪轉向電動車線性二自由度 模型，控制所述電動車轉向。
[0078] 其中，LQR最優設計是指設計出的狀態反饋控制器K要使二次型目標函數J取最 小值，而K由權矩陣Q與R唯一決定，故此Q、R的選擇尤為重要。LQR理論是現代控制理論 中發展最早也最為成熟的一種狀態空間設計法。特別可貴的是，LQR可得到狀態線性反饋 的最優控制規律，易于構成閉環最優控制。
[0079] 在具體實施過程中，首先，通過車輛的方向盤轉角檢測裝置和車速檢測裝置分別 檢測獲取車輛的方向盤轉角和車速；然后，根據寶馬車速度和傳動比的數學關系，得出本實 施例中車輛在不同車速下的方向盤與前輪轉角之間的傳動比（即所述變傳動比），在確定 所述變傳動比后，當輸入方向盤轉角就可以得到前輪轉角。由于汽車穩定性控制的目的在 于改善汽車的穩態和瞬態響應，提高汽車的機動性和安全性以及抗外部干擾的能力，而汽 車的橫擺角速度（即汽車繞垂直軸的偏轉角速度）和質心側偏角是衡量汽車穩定程度的重 要參數，當質心側偏角一定時，如果偏轉角速度達到一個閾值，說明汽車發生測滑或者甩尾 等危險工況。以下將以車輛的橫擺角速度作為衡量車輛狀態的主要參數，對本方案進行具 體說明：
[0080] 請參考圖4,為了通過控制車輛的橫擺角速度，從而來控制車輛穩定轉向，所述步 驟S4,包括步驟：
[0081] S41、基于所述變傳動比、所述變傳動比車輛理想模型、所述車速和所述前輪轉角， 獲得所述所述電動車的期望橫擺角速度；
[0082] 具體的，車輛質心處的橫擺角速度和質心側偏角即反映整個車輛的車輛狀 態，假設車身和懸架作為剛體，則根據參考文獻（Rajamani R.Vehicle dynamics and control [Μ] · Springer, New York，2005.)可知，質心處的橫向加速度ay可以表示為：
[0083] Ut =v(/:i + r) ( I )
[0084] 其中，β為滑移角，4表示滑移角β為狀態變量，v為車速，r為橫擺角速度。
[0085] 在汽車穩定狀態下，質心側偏角為定值，則其橫向加速度與橫擺角速度成正比。也 就是說，在本發明實施例中，主要考慮車輛輸出穩定狀態的情況，在此情況下，主要通過車 輛的橫擺角速度來衡量車輛狀態；在方向盤轉角較小的情況下，輪胎處于線性工作區間，其 橫擺角速度和橫向加速度與方向盤轉向角近似成線性關系，線性特征由車速和整車參數確 定。車輛質心處的橫向加速度a y和橫向角速度r的線性關系由式⑵表示，橫向角速度r 由式（3)表示：
【權利要求】
1. 一種四輪獨立轉向電動車轉向控制方法，其特征在于，所述方法包括步驟： 51、 當四輪獨立轉向電動車處于工作狀態且需要轉向時，獲取所述電動車的方向盤轉 角和車速；其中，所述車速為可變速度； 52、 基于所述車速和車速傳動比數學模型，獲取在不同車速下所述電動車的方向盤與 后輪轉角之間的變傳動比； 53、 基于所述方向盤轉角，獲取所述電動車的前輪轉角； 54、 基于變傳動比車輛理想模型、所述車速和所述前輪轉角，獲取所述電動車的車輛理 想狀態；同時，基于四輪轉向電動車線性二自由度模型、所述車速和所述前輪轉角，獲取所 述電動車的車輛實際狀態； 55、 基于所述車輛理想狀態和所述車輛實際狀態，獲取所述電動車的后輪轉角，并基于 所述前輪轉角和所述后輪轉角控制所述電動車轉向。
2. 如權利要求1所述的電動車轉向控制方法，其特征在于，所述電動車設置有線性二 次型最優控制器，所述步驟S5,包括步驟： 5511、 基于所述車輛理想狀態和所述車輛實際狀態，獲取所述電動車在理想情況和實 際情況下的車輛狀態誤差； 5512、 根據所述車輛狀態誤差，通過所述線性二次型最優控制器控制所述電動車的后 輪轉動，獲取所述后輪轉角； 5513、 基于所述前輪轉角、所述后輪轉角以及所述四輪轉向電動車線性二自由度模型， 控制所述電動車轉向。
3. 如權利要求1所述的電動車轉向控制方法，其特征在于，所述步驟S4,包括步驟： 541、 基于所述變傳動比、所述變傳動比車輛理想模型、所述車速和所述前輪轉角，獲得 所述所述電動車的期望橫擺角速度； 542、 基于四輪轉向電動車線性二自由度模型、所述車速和所述前輪轉角，獲取所述電 動車的實際橫擺角速度。
4. 如權利要求3所述的電動車轉向控制方法，其特征在于，所述步驟S5,包括步驟： 5521、 基于所述期望橫擺角速度和所述實際橫擺角速度，獲取所述電動車的實際橫擺 角速度相對于期望橫擺角速度的橫擺角速度誤差； 5522、 基于所述橫擺角速度誤差，控制調整所述電動車的后輪轉動，獲取所述電動車的 后輪轉角； 5523、 基于所述前輪轉角、所述后輪轉角以及所述四輪轉向電動車線性二自由度模型， 控制所述電動車轉向。
5. 如權利要求1?4任一權項所述的電動車轉向控制方法，其特征在于，所述后輪轉角 為所述前輪轉角的N倍，N為關于所述電動車的期望橫擺角速度增益和車輛狀態變量反饋 增益的多項式，N為實數。
6. -種四輪獨立轉向電動車轉向控制系統，其特征在于，所述系統包括： 方向盤轉角及車速獲取單元，用于當四輪獨立轉向電動車處于工作狀態且需要轉向 時，獲取所述電動車的方向盤轉角和車速；其中，所述車速為可變速度； 傳動比獲取單元，用于基于所述車速和車速傳動比數學模型，獲取在不同車速下所述 電動車的方向盤與后輪轉角之間的變傳動比； 前輪轉角獲取單元，用于基于所述方向盤轉角，獲取所述電動車的前輪轉角； 車輛狀態獲取單元，用于基于變傳動比車輛理想模型、所述車速和所述前輪轉角，獲取 所述電動車的車輛理想狀態；同時，基于四輪轉向電動車線性二自由度模型、所述車速和所 述前輪轉角，獲取所述電動車的車輛實際狀態； 轉向控制單元，用于基于所述車輛理想狀態和所述車輛實際狀態，獲取所述電動車的 后輪轉角，并基于所述前輪轉角和所述后輪轉角控制所述電動車轉向。
7. 如權利要求6所述的電動車轉向控制系統，其特征在于，所述電動車設置有線性二 次型最優控制器，所述轉向控制單元，包括： 車輛狀態誤差獲取模塊，用于基于所述車輛理想狀態和所述車輛實際狀態，獲取所述 電動車在理想情況和實際情況下的車輛狀態誤差； 第一后輪轉角獲取模塊，用于根據所述車輛狀態誤差，通過所述線性二次型最優控制 器控制所述電動車的后輪轉動，獲取所述后輪轉角； 第一轉向控制模塊，用于基于所述前輪轉角、所述后輪轉角以及所述四輪轉向電動車 線性二自由度模型，控制所述電動車轉向。
8. 如權利要求6所述的電動車轉向控制系統，其特征在于，所述車輛狀態獲取單元，具 體包括： 期望橫擺角速度獲取模塊，用于基于所述變傳動比、所述變傳動比車輛理想模型、所述 車速和所述前輪轉角，獲得所述所述電動車的期望橫擺角速度； 實際橫擺角速度獲取模塊，用于基于四輪轉向電動車線性二自由度模型、所述車速和 所述前輪轉角，獲取所述電動車的實際橫擺角速度。
9. 如權利要求8所述的電動車轉向控制系統，其特征在于，所述轉向控制單元，包括： 橫擺角速度誤差獲取模塊，用于基于所述期望橫擺角速度和所述實際橫擺角速度，獲 取所述電動車的實際橫擺角速度相對于期望橫擺角速度的橫擺角速度誤差； 第二后輪轉角獲取模塊，用于基于所述橫擺角速度誤差，控制調整所述電動車的后輪 轉動，獲取所述電動車的后輪轉角； 第二轉向控制模塊，用于基于所述前輪轉角、所述后輪轉角以及所述四輪轉向電動車 線性二自由度模型，控制所述電動車轉向。
10. 如權利要求7?9任一權項所述的電動車轉向控制系統，其特征在于，所述后輪轉 角為所述前輪轉角的N倍，N為關于所述電動車的期望橫擺角速度增益和車輛狀態變量反 饋增益的多項式，且N為實數。
【文檔編號】B62D137/00GK104477237SQ201410631670
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月11日 優先權日:2014年11月11日
【發明者】邱浩, 董鑄榮, 周琳, 梁松峰, 張亞琛, 李占玉, 李世勇 申請人:深圳職業技術學院