[发明专利]一种四轮独立转向车辆的转向控制方法

摘要

本发明提供了一种四轮独立转向车辆的转向控制方法，在车辆坐标系下通过车轮的位置和转向角信号实时求解车辆的瞬时转向中心，并依据瞬时转向中心得到车辆的运动学误差，然后结合车辆的动力学误差，对车轮的转向角进行控制，完成车辆的转向，由于本发明提供的四轮独立转向车辆的转向控制方法中，主控制器结合车辆的动力学误差以及运动学误差，对车轮转向角进行控制，进一步提高了车辆转向的精准度；同时，通过运动学误差，将在机械构造上相对独立运动的车轮进行了虚拟连接，在转向过程中，如果一个车轮受到外部干扰转向角发生突变时，其他车轮协同运动，保证车辆转向的平稳性，提高了系统的鲁棒性。

主权项

一种四轮独立转向车辆的转向控制方法，利用控制系统控制四个车轮的转向电机的旋转角度，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，所述控制系统对所述车辆的瞬时转向中心的坐标进行计算；步骤二，所述控制系统基于步骤一中所述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，所述控制系统将所述运动学误差以及所述动力学误差之和作为车轮的转向角误差，并依据所述转向角误差调节各个车轮的转向电机的转角，进而调节所述车轮的转向角，其中，所述车轮的运动学误差e_i^k的计算公式为：$e_i^k={\mathrm{\δ}}_i^k-{\mathrm{\δ}}_i^c$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：$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\δ}}_i^k=a\tan 2(k_k(x_i-x_{\mathrm{ICR}}^c),-k_k(y_i-y_{\mathrm{ICR}}^c))\\ k_k=\mathrm{sign}({\mathrm{\δ}}_i^c-a\tan 2(y_i-y_{\mathrm{ICR}}^c,x_i-x_{\mathrm{ICR}}^c))\end{array}\right.$其中，x^c_ICR、y^c_ICR分别为车辆坐标系中车辆的瞬时转向中心坐标，x_i、y_i分别为车辆坐标系中第i个车轮的位置坐标。