獨立轉向控制的案例
面向自動駕駛：四輪獨立驅動/轉向電動汽車配置與控制綜述與展望
然而，傳統的燃料汽車由于其復雜的驅動和傳動系統具有響應速度慢、控制精度低的缺點，不能及時有效地執行自動駕駛系統中的決策命令。相比之下，電動汽車由于更容易實現精確控制從而受到更多研究人員的青睞。本文從自動駕駛角度出發，綜述了四輪獨立驅動/轉向電動汽車（4WID-4WIS EV）的底盤配置和控制技術，還包括4WID-4WIS EV樣機展示和性能分析等。最后針對4WID-4WIS EV的成本、線性模塊集成技術和控制技術等方面的難點提出了一些展望。
摘要：本文對四輪獨立驅動/轉向電動汽車(4WID-4WIS EV)的底盤配置和控制系統的相關研究進行了綜述和討論。首先，本文介紹了4WID-4WIS EV的一些樣機和線控集成模塊，并對4WID-4WIS EV的底盤配置進行分析。然后總結了4WID-4WIS EV常用的控制模型，即動力學模型、運動學模型和路徑跟蹤模型。此外，介紹并討論了4WID-4WIS EV的控制框架、控制策略和算法，包括穩定性控制、防側傾控制、路徑跟蹤控制和主動容錯控制。最后，從自動駕駛的角度討論了4WID-4WIS EV面臨的挑戰和發展前景。
展開 VI-grade HiL 新應用 | 遠程控制轉向臺架-虛擬轉向柱
本視頻將探討HiL的新應用，要點如下：
--> VI-grade DiM 150駕駛模擬器和Meccanica 42公司的HiL轉向臺架進行遠程聯動，從而為測試轉向響應性提供了無與倫比的準確性和極高的效率。
--> 遠程聯動基于Sybille（一種基于機器學習的技術），此項新技術助力VI-grade DiM150駕駛模擬器和Meccanica 42的轉向臺架在不同地點下實現實時協同仿真，消除不同仿真環境之間的通信延遲。
基于四輪轉向和直接橫擺力矩控制的路徑跟蹤集成底盤控制算法設計
本文使用4WS和DYC技術處理基于底盤集成控制算法的路徑跟蹤問題。底盤集成控制算法主要包括用于路徑跟蹤的合成魯棒控制器、用于DYC的控制分配算法和用于橫向速度估計的無跡卡爾曼濾波器（UKF）。本文的結構如下。四輪獨立轉向 (4WIS) 和4WID EV在“4WIS和4WID EV”部分中被用做路徑跟蹤研究的AGV。車輛動力學和路徑跟蹤的建模在“路徑跟蹤的建模和問題描述”部分進行了描述。“集成底盤控制算法”部分涉及4WIS 和4WID EV的控制技術。集成底盤控制算法的性能在“仿真結果”部分進行評估，該部分基于通過CarSim–Simulink平臺對精確的整車模型進行仿真分析。最后，對工作進行總結和展望。
2 4WIS and 4WID EV
對于大多數傳統的ICV，僅通過轉動前輪就可以實現對兩種車輛狀態（橫向速度和橫擺角速度）的動態控制，但這無法使車輛在高速下獲得更好的動態性能。然后，4WS的概念在80年代后期被提出[14]。在低速時，4WS技術可以通過前后輪的反相轉向來減小轉彎半徑從而提高機動性。在高速時，4WS技術可實現零側滑角和所需橫擺角速度，通過前后輪同相轉向來提高操縱穩定性。4WIS和4WID EV是一種具有四個轉向電機和四個驅動電機的特種車輛，即每個車輪的轉向角和驅動扭矩可以獨立控制。因此，4WIS 和 4WID EV的控制自由度 (DoF) 遠大于傳統FWS ICV。相應的，4WIS和4WID EV的路徑跟蹤問題更加復雜。不過值得一提的是，4WIS和4WID EV可以通過4WS和DYC技術實現更好的動態性能。
展開 電動助力轉向控制器（EPS）
概述
經緯恒潤自 2006 年成立 EPS 團隊以來，采用國際標準和先進技術，開發了針對低成本應用的匹配有刷電機的 EPS 和針對高端應用的匹配無刷電機的 EPS，產品類型包括分體式和 PowerPack 兩種類型，功率范圍涵蓋 220W 至 900W，支持的轉向系統類型包括管柱式 C-EPS、齒條式 R-EPS、雙小齒輪式 DP-EPS，現已給國內外多名主流廠商提供配套產品與服務。
船舶轉向控制系統設計及仿真研究
來源：互聯網 作者：吳琦
關鍵字：船舶運動 PID控制 轉向模型
本文在傳統控制的基礎上對船舶運動控制方法進行的進一步探討與研究，利用PID控制方法對船舶運動的航向進行反饋控制，使其在受風浪等外界環境干擾的情況下，具有良好好的控制效果。
1 課題研究的背景及意義
船舶航向控制系統的可靠性及性能特點直接關系著航行的安全性和經濟性。從20世紀20年代PID控制應用于船舶航向控制以來，經過實踐的不斷積累和無數高科技人才的不斷探索與完善，其已經成為船舶航向控制領域最基本、最經典的方法。
船舶航向控制系統是一個非線性的、外界環境干擾復雜的系統，從理論上很難用一個精確的數學模型來對其進行描述。在一些特殊的場合、航道復雜或者進行避碰操作的時候甚至需要極富經驗的舵手進行人工操作。而較為精確的PID控制經過多年的摸索和完善可以極大程度的從經濟、環保等方面滿足現代船舶航行控制的要求。
2 船舶轉向模型推導
在確定船舶模型的時候采用野本模型的原因主要是因為參數容易換算出深和航速的關系，但是由于二階模型在轉化為狀態空間模型時不便于加上非線性力以及風浪的干擾，于是我們采用野本的三階模型：
此三階模型公式為傳遞函數的形式，為了在將來的仿真過程中更為方便地添加非線性的風、浪等干擾，必須把傳遞函數的形式轉化為擁有三個自由度的狀態空間數學模型式，而轉化后的數學模型參數矩陣為：
將上述的的參數矩陣轉化為標準形式：
其中：
轉化為標準形式后，可以更為方便地加上非線性力和風浪的干擾。
展開 轉向系統怠速振動控制方法研究
怠速激勵源、傳遞路徑、模態分布及
結構設計是影響轉向系統怠速振動水平的四個方面。本文分別對這四個方面進行了分析和舉
例說明。為轉向系統怠速振動設計提供了方法。
李利_轉向系統怠速振動控制方法研究.pdf
制動和轉向自適應控制下的智能駕駛系統
概述
具有電子穩定性控制（ESC）的現代制動系統的價值在于其使汽車的行為更具可預測性，在廣泛的條件下保持穩定以及易于在臨界情況下進行控制的能力。穩定性是指汽車以預期的方式對操縱做出反應，即面對不變的輸入時保持不變，并且僅當輸入略有變化時才略有變化，則處理是穩定的。穩定性涵蓋了正常的駕駛范圍，在該范圍內，駕駛員可以通過底盤設置感受到舒適感和享受感。另一方面，如果駕駛員的少量輸入導致操縱方面的重大改變（例如，在較小的轉向校正導致打滑的情況下），那么操縱將變得不穩定。
如上圖所示，智能汽車將處于臨界狀態，汽車和駕駛員將處于閉環狀態。駕駛員可以轉向，加速或制動，但他們的命令將越來越多地不能直接轉化為行動。相反，活動系統將“過濾”其命令以確保最佳和最安全的處理。
主動轉向系統分為以下幾類：
疊加扭矩系統可獨立于駕駛員輸入而影響轉向。該系統可以在緊急情況下為駕駛員提供方向盤的轉向提示。
疊加轉向角的系統可以修改駕駛員為前輪選擇的轉向角，也可以修改由前輪決定的后輪角度。
同時疊加扭矩和轉向角的系統結合了以上兩個系統的優點。此處的執行器可以局部集中在單個殼體中，從而節省空間，也可以將它們分別放置在轉向機構的各個位置。
線控轉向系統為全新的人機界面鋪平了道路，例如側桿轉向代替傳統方向盤。主動轉向系統不僅為穩定級別的聯網功能提供了巨大潛力，而且為與保持車道相關的駕駛員輔助功能提供了巨大潛力。下圖顯示了一些目前批量可用或不久將可用的功能。
制動和轉向穩定附加功能的要求
如下圖所示的系統環境定義了通過轉向干預來調節操縱的功能單元，它還定義了與其他汽車系統配合使用的接口要求。
展開 福特智能手機控制汽車轉向專利獲批
據外媒報道，福特公司9月底獲得了一項可用智能手機操控自動駕駛汽車轉向的專利。
5級完全自動駕駛汽車的興起將催生出沒有方向盤或踏板的汽車問世。盡管看起來很奇怪，但第一輛這樣的汽車將會以通用Cruise車型出現，預計在明年上市。到目前為止，人們預想的是在這樣的汽車里，人類將只是乘客，對車輛的方向或速度沒有實際的控制。
然而，9月末，福特公司一項新技術獲得美國專利和商標局(USPTO)批準，這項技術可以利用智能手機控制自動駕駛汽車轉向。該技術的非商業名稱是非自動駕駛模式(Non-Autonomous Steering Modes)，它能夠接收轉向請求，并做出相應的反應。
CarBuzz報道，有兩種方法可以使用這種技術來進行轉向。第一種是傾斜智能手機或相似的設備，類似于操縱賽車游戲。第二種是一個虛擬的方向盤，它屬于移動設備上的一款應用，用戶可以通過移動手指在屏幕上控制行駛的方向。這項技術并不是為了讓乘客完全控制汽車，因為系統將繼續決定是否保留一到兩個系統——如剎車、轉向或加速。
福特公司在9月25日獲得該項專利，發明者是密歇根州的工程師Steven R. El Aile，在過去的幾年里，他主要為福特研發自動駕駛汽車相關的技術。
展開 基于線性變參數系統的四輪轉向自主地面車輛路徑跟蹤控制及實驗驗證
此外，控制器還應具有很強的魯棒性，以應對系統不確定性和外部干擾。事實上，我們已經使用H魯棒控制和μ綜合法設計了一些用于路徑跟蹤的魯棒控制器算法2,29。為了提高對參數不確定性和干擾的魯棒性，設計的魯棒控制器的階數通常非常高。使用普通車輛電子控制單元（ECU）進行測試很困難。為了滿足上述性能要求，使控制器更加實用，本文采用線性變參數（LPV）系統和LQR算法，并結合前饋控制設計了4WS AGV的路徑跟蹤控制器。
文章的其余部分組織如下。在“4WS AGV的結構”一節中，介紹了4WS AGV的結構。在“4WS AGV控制器設計的建模”一節中，基于二自由度簡化動力學模型，建立了4WS AGV的路徑跟蹤模型和LPV系統模型，用于路徑跟蹤控制器設計。在“路徑跟蹤控制器的設計”部分，使用線性二次調節器（LQR）和前饋控制設計了路徑跟蹤控制器，并分析了閉環控制系統的穩定性。在“仿真分析”部分和“實驗驗證”部分，進行了仿真和實驗，以驗證路徑跟蹤控制器的性能。最后，在“結論”部分總結了本文的工作。
2 4WS AGV的結構
圖1顯示了名為春暉ZX的4WS AGV原型車輛，從中可以看出，4WS AGV主要由四個線控轉向（SBW）模塊組成29。SBW模塊集成了轉向系統、驅動系統、制動系統和懸架系統。正是因為SBW模塊，4WS AGV的每個車輪的轉向角都可以獨立控制。也就是說，4WS AGV具有更多的動態控制自由度。因此，4WS AGV的轉向和運動模式比普通車輛更加多樣化。這意味著4WS AGV可以在低速時通過前后輪反相轉動來減小轉彎半徑以提高機動性。
展開 五萬字讀懂汽車線控制動系統
（2）EMB系統
EMB原理：電機一體化，電機直接驅動制動器
EMB系統的主控制器（制動控制單元ECU）工作時通過接收踏板位移傳感器傳來的踏板行程的位移信號，ECU計算出踩制動踏板的速度信號并結合整車其他ECU發出的車速信號、方向盤轉角信號等相關信號，明確汽車行駛狀態，分析各個車輪上的制動需求，計算出各個車輪的最佳制動力矩大小后輸出對應的控制信號，分析后向4個車輪制動模塊發出制動指令，控制四個獨立的控制器向對應的電機發出制動信號，分別控制各車輪上的電子機械制動器中工作電機的電流大小和轉角，通過電子機械制動器中的減速增矩以及運動方向轉換，將電機的轉動轉換為制動鉗塊的夾緊，產生足夠的制動摩擦力矩。電機通過減速機構將電機扭矩轉化為所需的制動力，車輪制動模塊上的電機驅動制動摩擦材料塊，然后實現摩擦制動。每一個車輪都有一個制動模塊，可以單獨分別控制，每個模塊的驅動電機也都有單獨的電機控制器。車輛轉向時，每個車輪制動系統分配的制動力不一樣，4個模塊作用下，實現制動力分配，制動穩定性控制等功能，從而達到平穩轉向的目的。踩一下自動踏板，通過自動踏板傳感器得到駕駛員的駕駛意圖，通過ECU處理之后直接驅動車輪上面的制動模塊，這里是四個電機直接進行制動。制動力矩完全是通過安裝在4個輪胎上的由電機驅動的執行機構產生，驅動和控制執行機構電機來產生所需要的制動力。
電子機械制動系統
線控制動系統在原理上帶來革新的同時也產生了一個不可忽視的問題：線控制動系統的制動增益系數與傳統的液壓制動系統相比較低，由于制動電機的增多以及功率的加大，這就使得線控制動系統需要消耗過多的車載能源，再加上受到車載電氣系統的限制，12V電源無法滿足制動需求，12V電源成為限制EMB發展的重要因素，電子機械制動系統的應用一直得不到廣泛的推廣。
展開 