孙浩洋，赵鹏飞，马超，戴伟恒

(1. 南京理工大学 机械工程学院，江苏 南京 210096； 2. 北京理工大学 机电学院，北京 100000)

0 引言

随着汽车工业的不断发展，中国大学生方程式大赛对于FSAE方程式赛车的安全性、稳定性和性能的要求也不断提高。作为提高赛车操纵稳定性、主动安全性的四轮转向技术在这种背景下应运而生。研究发现，四轮转向系统不仅在低速工况下能减小转弯半径，提升车辆的灵活性，在高速工况下对车辆的操纵稳定性也有显著的作用[1]。四轮转向赛车的前轮和后轮同时作为主动转向轮，在转向过程中，不仅前轮转向，后轮也根据汽车的运动主动参与转向，对汽车侧向运动进行控制。四轮转向赛车的控制目标是实现汽车质心侧偏角为零[2]，提高赛车在转弯时的操纵稳定性，减少赛车在比赛过程中滑出赛道的风险。

本文基于中国大学生方程式赛车四轮转向系统，通过前人得到的满足质心侧偏角为零的前后轮转角比例关系，建立服从阿卡曼转向的四轮转向模型。通过该模型求出后轮理论转角值，并作为实际情况下电机执行系统的输入值。然后建立电机模型，求出电机的传递函数，建立整体控制系统，并对其进行PID调节和仿真，分析结果，得出结论。最后得到一个完整的后轮转向控制系统的整体模型。

1 后轮转角理论值的求取

本文选用PID控制作为实际控制方法，输入为后轮转角的理论值，输出为后轮转角实际值，被控对象为电机的转动圈数。……