[发明专利]一种四轮独立转向车辆的转向控制方法

说明书

技术领域

本发明属于车辆控制领域，具体涉及一种四轮独立转向车辆的转向控制方法。

背景技术

四轮独立转向(4WIS)车辆的每个车轮的转向都可以独立控制，所有车轮转向时可绕同一瞬时转向中心ICR(instantaneous center of rotation)转向，且能保证车辆稳态质心侧偏角保持为零，能够完成包括原地转向在内的多种运动模式。相比其它类型车辆，车辆的机动性、可操控性都得到了提高，在科考、救援、智能交通、多功能物流车、农业特种车辆等领域的应用越来越广泛。

现有技术中，通常从动力学角度对车辆的运动进行控制，通过动力学求解可得出能满足动力学约束的车轮运动轨迹，控制器通过车轮的动力学误差即目标转向角与实测转向角之差，来确保车轮转向角度的精确度。采用传统的车轮位置控制方法对四轮独立转向车辆的车轮的转向进行控制，可以保证各车轮能较好的跟踪各自的运动轨迹，但是车辆在转向过程中，一旦某个车轮由于外部干扰等因素不能实时跟踪其运动轨迹，车辆的动力学要求也就不能实时保证。

发明内容

本发明是为解决上述问题而进行的，利用车轮的位置和转向角， 在车辆坐标系中通过对车辆转向瞬时中心的求解，得出各车轮的运动学误差，在车辆动力学控制的基础上，实现车辆转向的动力学—运动学复合控制。

本发明采用了如下技术方案：

本发明提供的四轮独立转向的转向控制方法，利用控制系统控制四个车轮的转向电机的旋转角度，具有这样的特征，包括以下步骤：

步骤一，控制系统对车辆的瞬时转向中心的坐标进行计算；

步骤二，控制系统基于步骤一中的瞬时转向中心坐标计算各个车轮的运动学误差以及动力学误差；

步骤三，控制系统将运动学误差以及动力学误差之和作为车轮的转向角误差，并依据转向角误差调节各个车轮的转向电机的转角，进而调节车轮的转向角，

其中，车轮的实时运动学误差e_i^k的计算公式为：

eik=δik-δic]]>

式中，为当前第i个车轮转向角的瞬时值；δ_i^k为第i个车轮的实时运动学转向约束角度，由下式计算得出：