主动前轮转向系统模型和控制器的设计与评估

主动前轮转向系统是BMW公司开发的用于乘用车的新转向技术，可实现电子控制转角和驾驶员转动转向盘转角的叠加，优点是转向盘和转向轮之间的机械连接还存在，增强了系统的稳定性。

开发了主动前轮转向模型和控制器，以确保汽车的响应符合驾驶员的意图，同时防止汽车进入失稳状态。主动前轮转向可以通过干预前轮转角改善汽车的响应。提出的主动前轮转向模型基于4个部分，每个子系统都可以用一系列的微分方程来表示。该模型可以通过改变转向传动比模拟转向助力功能。同时，根据主动前轮转向模型开发了滑模控制算法，提高了车辆运动学的稳定性，使得横摆角速度与参考值保持一致。

此外，提出了基于该模型的集成动态控制算法，该方法用来验证集成制动系统后主动前轮转向的性能，其包含了主动前轮转向和后轮的直接横摆力矩控制。模型和控制器在不同驾驶条件下进行了测试，包括湿的柏油路面、雨雪覆盖的路面、不同附着系数的路面。

试验结果表明，主动前轮转向系统可以实现良好的助力转向功能，在运动稳定性方面也有良好的表现；控制器的控制效果也令人满意，在不同附着系数的路面上车辆能够保持直线行驶。

Jeonghoon Song.SAE 2014-01-2000.

编译：白洪涛