[发明专利]一种双助力循环球式转向系统及其控制方法

权利要求书

1.一种双助力循环球式转向系统的容错控制方法，所述双助力循环球式转向系统包括方向盘、转向管柱、方向盘转角传感器、齿扇、双向蜗轮蜗杆减速机构、转向摇臂、转向横拉杆、车速传感器、横摆角速度传感器、电子控制单元、左助力电机和右助力电机；

所述转向管柱一端和所述方向盘固定相连，另一端和所述双向蜗轮蜗杆减速机构的输出端相连；

所述方向盘转角传感器安装在转向管柱上，用于获取方向盘转角，并将其传递给所述电子控制单元；

所述双向蜗轮蜗杆减速机构的一个输入端和左助力电机的输出端相连，另一个输入端和右助力电机的输出端相连；

所述左助力电机、右助力电机用于根据各自接收到的电流信号提供转向助力给所述双向蜗轮蜗杆减速机构；

所述转向管柱在方向盘转角传感器和双向蜗轮蜗杆减速机构之间设有螺杆；

所述齿扇的齿面和所述螺杆啮合、转心和所述转向摇臂的一端铰接；

所述转向摇臂的另一端和所述转向横拉杆的中心铰接；

所述转向横拉杆的两端分别和汽车的两个前轮相连；

所述车速传感器、横摆角速度传感器均设置在汽车上，分别用于获取汽车的车速和横摆角速度，并将其传递给所述电子控制单元；

所述电子控制单元分别和方向盘转角传感器、车速传感器、横摆角速度传感器、左助力电机、右助力电机电气相连，用于根据获得的方向盘转角、车速、横摆角速度计算左助力电机和右助力电机需要提供的补偿助力，并产生相应的电流信号传递给所述左助力电机、右助力电机；

其特征在于，所述双助力循环球式转向系统的容错控制方法包括以下步骤：

步骤1)，计算理想横摆角速度与方向盘转角关系；

步骤2)，建立双助力循环球式转向系统模型和整车二自由度模型，并基于双助力循环球式转向系统模型和整车二自由度模型，建立双助力循环球式转向系统的状态空间模型；

步骤3)，建立自适应容错控制的双助力循环球式转向系统的状态空间模型；

步骤4)，建立双助力循环球式转向系统的参考模型和理想模型，并基于双助力循环球式转向系统的参考模型和理想模型，建立自适应容错控制算法结构；

步骤5)，基于自适应容错控制的双助力循环球式转向系统的状态空间模型和自适应容错控制算法结构，建立双助力循环球式转向系统的自适应容错控制器，并采用所述自适应容错控制器对双助力循环球式转向系统进行稳定性控制。

2.根据权利要求1所述的双助力循环球式转向系统的容错控制方法，其特征在于，步骤1)中所述的理想横摆角速度ω_r^*与方向盘转角θ_sw关系为：

式中：a₀＝k₁k₂(a+b)²+(k₂b-k₁a)mu²；b₀＝k₁k₂(a+b)u；L为前后轴轴距；u为汽车速度；K_s为预设的横摆角速度调整参数；k₁、k₂为前后轮侧偏刚度；a为质心到前轴轴距；b为质心到后轴轴距；m为整车质量。