结合四轮转向(4WS)和线控转向(SBW)技术的优点,设计出一种符合要求的线控4WS系统,该系统可实现驾驶员转向意图采集、车轮主动转向控制以及方向盘路感传递.设计线控4WS系统控制单元时,采用分布式的ECU控制结构和CAN总线通信,有效缓解了单一控制器的工作负荷,提升了系统的响应速率和可靠性.在Matlab/Simulink软件中对线控4WS系统最优控制进行建模仿真,将仿真结果和相同条件下的台架实验结果对比,结果表明基于分布式控制单元的线控4WS系统软硬件设计合理,可实现设计目标.

针对线控转向系统的控制问题,通过Matlab/Simulink软件搭建了整车控制仿真模型,其中包括七自由度整车动力学模型、＂魔术公式＂轮胎模型、预瞄最优化神经网络驾驶员模型,并基于二自由度车辆模型设计了理想传动比、最优滑模面的滑模控制算法以及消除抖振的滤波算法;然后进行了操纵稳定性试验仿真,并与前述仿真模型改用PID控制算法以及无控制仿真结果进行对比分析。结果表明：滑模控制下的线控转向系统可以更好地追踪理想值,提高了汽车的操纵稳定性、驾驶轻便性。

为了充分发挥线控转向可以自由设计角传动比的特性和四轮转向技术在提高汽车操纵稳定性的优点,提出了基于线控转向模糊变传动比和采用LQR最优控制四轮转向相互结合的方法。利用Matlab/Simulink软件对该方法进行建模仿真,并与相同参数的前轮转向、定前后轮转向比四轮转向以及转向系定传动比最优控制四轮转向仿真对比,结果表明,该方法不仅实现了低速时具有较高的转向灵敏性和高速时具有较好的转向稳定性的理想转向特性,而且能够保证在各种工况下质心侧偏角基本为零和横摆角速度瞬态响应的超调量很少,稳定时间缩短,并处于一个相对安全的位置。