论文复现：四轮转向车辆后轮转角控制方法研究

写在前面，主要参考以下这篇文章，并复现了其中几种后轮转角控制方法。

一、什么是四轮转向

顾名思义，四轮转向指的是四个轮子都能转向，都能转动。当驾驶员操作方向盘进行前轮转向时，后轮按照特定算法给出的转角跟着转动。

电气化时代，为了能实现后轮转向，通常是在后轴上也安装一套转向电机，前轮转向和后轮转向电机通过一个控制器协同控制。正常情况下，前轮转角最大能达40°，而后轮转向后轮转角最大10°左右，转向上后轮是辅助。

二、四轮转向的好处

1、低速转弯时可以减少转弯半径

在低速时，后轮转向处于反向模式，既转向角度与前轮相反。如下两图所示，从几何关系上很容易看出具有后轮转向能力的车，能大幅度减少低速时的转弯半径。

 2、提高高速变道到转向稳定性

在高速时，后轮转向处于同向模式，转向角度方向与前轮相同。如下图所示，可以看出高速时，后轮同向转向可以增强车的循迹能力，从而提高转向稳定性。

 

从图上也可以看出，具有后轮转向能力的车转向系统有三个工作模式：
1、正常模式，既后轮转向角为0，不参与转向，与普通车一样
2、反向模式，前后轮转向角方向相反
3、同向模式，前后轮转向角方向相同。

三、四轮转向动力学模型的建立

 

 

 四、常见控制策略

1、比例控制

2、 横摆角速度反馈控制

3、横摆角速度反馈与比例控制结合的综合控制

4、 LQR

5、前馈(比例控制)+PID反馈联合控制

五、四轮转向carsim与simulink联合仿真模型建立

以上为carsim的配置，下图为simulink模型顶层架构。第四章提到的5种常见控制策略，在控制算法这模块中实现。

以下是控制算法模块

六、仿真结果

在脚本中设置了依次运行五种算法，并对比结果的程序。仿真工况是60km/h，阶跃转向。

质心侧偏角：

横摆角速度

车辆运动轨迹

从上图可以看出，方法1和方法2比较稳定，且开环的算法不会引起不稳定工况的发生，在实际使用中比较可靠。

七、模型和源码

需要模型和脚本的，还是在我的小基地  某宝店铺<极简车辆控制>上。