線控轉向系統控制技術綜述

趙萬忠，張 寒，鄒松春，徐坤豪，劉 暢

（1. 江蘇省車輛分布式驅動與智能線控技術工程研究中心，南京 210016，中國；2. 南京航空航天大學 能源與動力學院，南京 210016，中國）

20世紀70年代以來，車輛底盤各類動力學電控系統逐漸發展，如智能防抱死系統（antilock brake system, ABS）、驅動防滑控制系統（traction control system, TCS）、電動助力轉向系統（electric power steering, EPS）、電子穩定性控制系統（electronic stability program, ESP）等，大幅提升了傳統汽車的操縱穩定性和行駛安全性。以上各類系統的開發基于傳統底盤結構，受制于機械系統的結構限制，穩定性和靈活性都難以得到進一步改善。線控技術將駕駛員的操縱輸入轉化為電信號，無需通過機械連接裝置，由電線或者電信號實現指令傳遞從而操縱汽車，其靈活的控制方式及快速精確的響應特性，高度符合現代汽車電動化、智能化的發展需求。

線控轉向系統作為線控底盤系統的關鍵組成部分，一直是國內外汽車廠商及學術界研究的熱點，也率先開啟了線控底盤技術的商業化應用的進程，例如，英菲尼迪公司的Q50車型，通用汽車的Hy-wire，德爾福公司的四輪轉向汽車及Lecomble & Schimitt’s的電液復合線控轉向系統等。根據中國《智能網聯汽車技術路線圖》規劃，將在2025年實現智能線控底盤系統產業化推廣應用。線控轉向系統通過線控化、智能化可以實現個性駕駛、輔助駕駛、無人駕駛等目標，是智能網聯汽車落地的關鍵技術。

本文圍繞線控轉向系統的基本類型及其動力學控制技術為核心進行系統的論述，詳細介紹了線控轉向系統的基本類型及其動力學建模、路感控制技術、穩定性控制技術、容錯控制技術以及面向智能汽車的線控轉向控制技術的研究現狀，并對其進行全面的概述與分析。最后，對線控轉向控制技術的未來發展和研究方向進行了展望，對于通過線控轉向系統控制技術提高汽車穩定性及安全性、以及人-車交互和諧性，提供理論基礎和技術指導。

1 線控轉向系統基本結構類型及動力學建模

現有的線控轉向系統主要可以分為前輪線控轉向系統及分布式線控轉向系統2類。前輪線控轉向系統是由傳統前輪機械轉向系統發展而來，主要結構包含2個部分：轉向盤及轉向管柱集成部分、轉向執行機構與前輪集成部分。依據轉向執行機構的不同，前輪線控轉向系統又可分為線控電動轉向系統[1]、線控電液復合轉向系統[2]，如圖1所示。

現有的分布式轉向系統的執行機構分為2種不同形式，第1種為前后軸獨立轉向，結構布置如圖2所示，其前后軸各有1個轉向執行機構帶動左右側車輪同時轉動[3]；第2種為四輪獨立轉向，結構布置如圖3所示，其4個車輪各有1套轉向執行機構，分別帶動每個車輪轉動[4]。

圖2 前后軸分布式線控轉向

圖3 四輪分布式線控轉向

1.1 轉向盤及轉向管柱集成部分動力學模型

線控轉向的轉向盤及轉向管柱集成部分在不同結構的線控轉向系統中結構組成基本一致，如圖4所示，主要由轉向盤、轉向管柱、轉角/轉矩傳感器、路感模擬機構（路感電機、減速器、阻尼元件等）、電控單元等組成。主要原理為將駕駛員的轉向意圖（轉向盤轉角的大小和方向）傳輸給主控制器；同時主控制器采集車速、橫擺角速度、質心側偏角等傳感器信號，通過預先設置的路感規劃策略進行辨識，由路感電機產生轉向盤回正力矩，以提供給駕駛員相應的路感信息[1]。

圖4 轉向盤及轉向管柱集成

1.1.1 轉向盤與轉向軸模型

對方向盤、轉向管柱進行動力學分析，運動微分方程為：

其中：Th為駕駛員施加給轉向盤的力矩，δSW為轉向盤轉角；JSW轉向盤、轉向管柱轉動慣量；BSC為轉向盤阻尼系數；KS為轉向軸剛度；δm為路感電機輸出轉角；Gam為路感電機減速比；Tfr為系統摩擦力矩。

1.1.2 路感電機模型

永磁直流電動機具有良好的調速性能，調速范圍大，調節平滑，并且成本低廉，控制簡單，被廣泛用作路感電機提供轉矩反饋[5]。圖5所示是直流電機的等效電路圖。

圖5 直流電機等效電路圖

根據Kirchhoff電壓定律，直流電機的電樞回路的微分方程可表示為：

其中：La為路感電機電樞電感；ia為路感電機電樞電流；Ra為路感電機電樞電阻；Ea為路感電機反電動勢；Ua為路感電機電樞兩端電壓；Ke1為路感電機反電動勢常數；na為路感電機轉速。

路感電機運動微分方程為

其中：Tm為路感電機轉矩，Jm為電機轉動慣量，Bm為電機軸阻尼系數。

1.2 前軸線控轉向系統執行機構動力學模型

現有的前軸線控轉向系統的執行機構動力學建模可以表示為轉向電機模型、齒輪齒條模型[6]。

1.2.1 轉向電機模型

轉向電機應具有較高的可靠性和穩定性，并且具有較大的輸出轉矩與較快的響應速度。綜合考慮電機的性能與成本，本文選用與路感電機相同類型的永磁直流電機作為轉向電機。

參考之前的路感電機的分析，轉向電機的電壓平衡方程為：

其中：Le為轉向電機電樞電感；ie為轉向電機電樞電流；Re為轉向電機電樞電阻；Ee為轉向電機反電動勢；Ue為轉向電機電樞兩端電壓；Ke2為轉向電機反電動勢常數；ne為轉向電機轉速。

1.2.2 齒輪齒條模型

齒條與小齒輪的動力學方程為

其中：mr為齒條質量；Br為齒條阻尼因數；FR為齒條所受轉向阻力；xr為齒條位移；Ta為轉向電機輸出轉矩；θsg為小齒輪轉角；N為轉向電機減速比；rp為小齒輪半徑。

將齒條受力等效到轉向柱上，可得

其中，Tr為等效到轉向柱上的輪胎回正力矩。

1.3 前后軸獨立線控轉向系統執行機構動力學模型

根據前述轉向執行機構的不同，前后軸線控轉向系統的執行機構動力學建模可以表示為轉向電機模型和前后軸齒輪齒條模型

1.3.1 轉向電機模型

轉向電機的電壓平衡方程為：

其中：Le為轉向電機電樞電感；ie為轉向電機電樞電流；Re為轉向電機電樞電阻；Ee為轉向電機反電動勢；Ue為轉向電機電樞兩端電壓；Ke2為轉向電機反電動勢常數；ne為轉向電機轉速。

1.3.2 前軸齒輪齒條模型

前軸齒條與小齒輪的動力學方程為

其中：mfr為前軸齒條質量；Bfr為前軸齒條阻尼因數；FfR為前軸齒條所受轉向阻力；Tfa為前軸轉向電機輸出轉矩；xfr為前軸齒條位移；θfsg為前軸小齒輪轉角；Nf為前軸轉向電機減速比；rfp為前軸小齒輪半徑。

將齒條受力等效到前軸轉向柱上，可得

其中，Tfr為等效到前軸轉向柱上的輪胎回正力矩。

1.3.3 后軸齒輪齒條模型

后軸齒條與小齒輪的動力學方程為

其中：mrr為后軸齒條質量；Brr為后軸齒條阻尼因數；FrR為后軸齒條所受轉向阻力；Tra為后軸轉向電機輸出轉矩；xrr為后軸齒條位移；θrsg為后軸小齒輪轉角；Nr為后軸轉向電機減速比；rrp為后軸小齒輪半徑。

將齒條受力等效到后軸轉向柱上，可得

其中，Trr為等效到后軸轉向柱上的輪胎回正力矩。

1.4 線控四輪獨立轉向系統執行機構動力學模型

線控四輪獨立轉向系統的執行器結構如圖6所示[7]。

圖6 四輪獨立轉向系統執行機構

轉向執行電機的動力學方程為：

其中：Jm為電機轉子轉動慣量，δm為電機轉子轉動角度，Bm為電機黏滯摩擦因數，Tw2m為車輪作用在轉向電機上的轉矩，Tm為電機產生的轉矩，Tetr為控制轉矩，ΔTpert為電機擾動。

轉向輪動力學方程為

其中：Jw為車輪轉動慣量；δw為車輪轉動角度；Bw為車輪黏滯摩擦因數；TF為庫侖摩擦力矩；Te為回正力矩；Tm2w為轉向電機給車輪的轉矩。

k為減速器的減速比，可得

可得到線控轉向系統的動力學方程

其中：Jeq為系統等效轉動慣量；Beq為系統等效黏滯摩擦因數；Teq為作用在系統上的等效轉矩；T1為總擾動轉矩。

2 線控轉向系統路感控制

線控轉向系統取消了轉向盤與轉向輪之間的機械連接，路面狀況無法向傳統轉向系統一樣通過機械結構直接由轉向盤傳遞給駕駛員，需要通過電控單元根據當前路面情況、車輛行駛狀態及駕駛員轉向角/力矩，依據路感產生原理，計算得到能夠反映路感的轉向盤反饋力矩，然后由路感模擬機構生成傳遞給駕駛員。線控轉向系統的路感控制通常包含2部分內容，其一為路感的規劃，即如何通過理論建模分析設計出能夠反應當前實時路感的轉向盤反饋力矩；其二為路感跟蹤控制，即根據已規劃出的路感（轉向盤反饋力矩），采用有效的控制策略及合適的控制算法，通過電控單元控制路感電機輸出對應的扭矩傳導至轉向管柱及轉向盤，進而傳遞給駕駛員。

2.1 線控轉向系統路感規劃

關于線控轉向的路感控制，現有的研究主要采用了2種方式：重構法和擬合法。

第1種為重構法[8-10]，即根據傳統轉向系統轉向阻力產生機理，計算當前轉向系統的轉向阻力，根據轉向系統傳動比，計算等效到轉向管柱的轉向阻力大小，疊加電動助力系統的助力，得到當前轉向反饋力矩。文獻[11]提出一種人工轉向路感設計方法，所設計的路感力矩分為3個部分：為路感電機輸出力矩、轉向盤與轉向管柱的慣性力矩、轉向盤與轉向管柱的彈性阻尼產生的力矩，其中路感電機轉矩由轉向系統阻尼力矩、固有慣性力矩及經助力系數修正過的前輪回正力矩組成。文獻[12]提出了類似的轉向路感設計方法，根據其建立的轉向系統模型分析，轉向反饋力矩由轉向系統固有的慣性阻尼、摩擦阻尼產生的力矩及輪胎與地面接觸產生的阻力矩組成；為了提高其路感設計的準確性，對輪胎的側偏剛度進行了估計，仿真結果證實了該設計方法的有效性。文獻[12]雖然能夠通過路感設計重構轉向系統的轉向阻力，卻沒有考慮轉向輕便性的要求，在轉向阻力重構的基礎上，文獻[13]提出了一種變力傳動比的路感設計方法，其路感設計忽略轉向系統的固有阻力，只考慮回正力矩變化的影響；在回正力矩計算的基礎上，設計理想手力矩與車速的關系，低速時采用較小傳動比，高速時采用較大傳動比，能夠達到低速轉向輕便高速轉向穩定的目的。文獻[14]建立了線控轉向系統駕駛員轉向盤力反饋的動力學模型，用液壓轉向執行機構轉向阻力的動力學響應特性與轉向機構的傳動比來設計路感反饋，在轉向阻力的基礎上，加入轉向系統的慣性響應來調節駕駛員轉向路感。文獻[15]進行了低附著路面條件的線控轉向系統路感模擬與回正控制研究，利用轉向電機電流對電機負載進行估計，進而等效為轉向阻力矩，轉向反饋力矩為轉向阻力矩、轉向摩擦力矩、轉向阻尼力矩以及限位力矩的總和；采用擴展Kalman濾波對車輛實時路面附著系數進行估計，進而根據不同的路面附著情況調節回正電流，進行回正控制。文獻[16]采用直線型助力曲線對路感進行模擬，反饋力矩為路感回正力矩+主動回正力矩+阻尼力矩+限位力矩， 矢量比例、積分（proportion integral，PI）控制跟蹤轉向路感。文獻[17]通過線控轉向系統齒條轉向阻力的估計得到轉向路感，最終設計的轉向路感包含3個部分：1）前輪回正力矩等效到齒條上的轉向阻力； 2） 轉向執行機構的內部摩擦阻力；3） 轉向盤及轉向管柱的摩擦阻力。實驗結果證明：該方法能夠準確地表征車輛實時轉向阻力，可以反饋給駕駛員真實的轉向感覺，并具有更好回正性能、轉向輕便性、靈敏性。文獻[18]進行了線控轉向系統轉矩特性分析，提出一種考慮摩擦力矩、阻尼控制力矩、限位控制力矩以及主動回正力矩的線控轉向系統轉向盤轉矩的模型，并通過試驗數據對模型中的參數進行辨識，保證了駕駛員駕駛手感的同時又改善了轉向盤的回正超調現象，發揮了線控轉向系統路感自由設計的優勢。

路感規劃的第2種方式為擬合法。與第1種方式類似，擬合法也是基于路感產生機理建模與分析得到，不同點在于忽略了轉向系統固有的與駕駛員輸入及車輛狀態變化無關的因素，其重點在于將當前路面及車輛的實時狀態通過力矩反饋的形式傳遞給駕駛員[19-20]。同時，擬合法相比于重構法更加注重路感的自由設計，即通過設計合適的參數，在傳遞實時路感的同時改善轉向系統的力特性，達到路感清晰，低速轉向輕便、高速轉向穩定的目的。文獻[21]提出了基于前輪回正力矩的路感規劃方法，所設計的轉向盤反饋力矩由前輪回正力矩除以力傳動比，通過建模得到前輪回正力矩與前輪轉角和車速的關系，擬合成Map圖，便于控制過程中直接獲取。文獻[22]也進行了類似的研究，所設計的轉向盤反饋力矩由車速系數（隨車速增大而增加）及回正力矩的乘積得到，在側向加速度大于4 m/s2時達到飽和，提醒駕駛員當前車輛已進入非線性區域，應當謹慎駕駛。與文獻[21]不同的是，文獻[22]在設計車速系數的過程中，考慮了駕駛員的路感需求，通過對比多個研究中的駕駛員轉向路感主觀評價指標，設計根據車速變化的路感傳遞系數，調整不同車速下的轉向反饋力矩，達到了低速輕便、高速穩定的設計目標。文獻[23]在路感規劃的基礎上提出了線控轉向系統時滯轉向感覺模型參數優化方法，通過車速和方向盤轉角及5個常參數擬合轉向路感，同時設計包含體力工作負擔和側向加速度最小的評價函數來對5個常參數進行優化，結果表明：優化后駕駛員工作負擔減輕，操作性能也有了顯著的改善，車輛的側向加速度也略有減少。文獻[24]進行了基于駕駛員行為辨識的線控轉向系統可調節路感反饋的研究，將路感力矩分為主力矩（速度系數和回正力矩）、調節力矩（轉向系統的慣性力矩、阻尼力矩和摩擦力矩）2個部分，根據不同的駕駛員操縱行為特性設置不同的系數。

上述的2種路感規劃的方式都能夠較好地將當前汽車行駛的路面情況及車身狀態信息反饋給駕駛員。第1種規劃方式側重于還原傳統機械轉向系統的轉向路感，有利于駕駛員從傳統轉向器車輛到線控轉向車輛的操縱過渡，駕駛員無需與新型線控轉向系統重新磨合，適應性更好，缺點在于沒有發揮出線控轉向系統靈活設計的優勢，對于車輛的操縱穩定性提升沒有明顯的貢獻；第2種規劃方法側重于最大限度將路面及車輛行駛狀態信息傳遞給駕駛員的同時，通過調整規劃參數及擬合規則的方式來改善駕駛員操縱汽車的工作負擔，其設計方式仍然基于轉向阻力的產生機理，在科學合理的范圍內發揮出線控轉向系統的優勢，在駕駛員適應之后能夠提升駕駛員的操縱表現及車輛的操縱穩定性，具有良好的應用前景。

2.2 線控轉向系統的路感控制

線控轉向的路感控制分為2個方面，第1個方面是路感的跟蹤控制，簡而言之就是設計針對性的控制策略，采用合適的控制算法控制轉向路感執行機構 （通常為路感電機）輸出對應的扭矩，使得轉向管柱產生與規劃得到的理想路感反饋轉矩對應的轉向盤反饋力矩，其實質為電機的轉矩跟蹤問題。對于轉矩的跟蹤問題，較為常見的控制策略是采用比例、積分、微分（proportion integral differential，PID）控制器根據理想反饋力矩與轉向管柱上經由轉矩傳感器測得的力矩差值計算所需的控制電流，控制路感電機輸出扭矩消除跟蹤誤差[21]。傳統PID控制策略雖然能夠達到轉矩跟蹤的效果，但是其控制效果在不同行駛工況下難以達到較為統一的理想效果。為了提高PID跟蹤控制的適應性，文獻[25]采用模糊邏輯算法對PID控制器的參數進行調節，仿真結果顯示了其在響應時間和超調量方面的改善效果。由于路感反饋的實時性要求，采用簡單的PID控制策略難以保證在較短的駕駛員反應時域內進行反饋力矩的傳遞，為了解決這一問題，文獻[12]提出了終端滑模控制算法，使得轉向盤轉矩能能夠在有限時間內收斂于參考值；此外，該研究還考慮了轉向系統建模的參數不確定性，通過終端滑模控制參數的合理選取，消除了系統不確定性的影響，仿真結果顯示在不同的駕駛員轉角輸入條件、不同的路面附著系數及不同車速條件下，路感電機都能準確地跟蹤參考值，將路面及車輛行駛狀態信息傳遞給駕駛員。

線控轉向系統路感控制的另一個重要方面是駕駛員施加轉向角過后的回正控制。文獻[15]研究了低附著路面條件的線控轉向系統路感模擬與回正控制，利用轉向電機電流對電機負載進行估計，進而等效為轉向阻力矩，轉向反饋力矩為轉向阻力矩、轉向摩擦力矩、轉向阻尼力矩以及限位力矩的總和；采用擴展Kalman濾波對車輛實時路面附著系數進行估計，進而根據不同的路面附著情況調節回電流，進行回正控制。文獻[16]提出了基于交流永磁同步電機的線控轉向系統路感控制策略，采用矢量PI控制跟蹤轉向路感，同時，為了避免前輪回正力矩過大導致回正過快的問題，加入阻尼控制進行調節回正速度，避免回正超調，提高了駕駛的舒適性。文獻[26]設計的線控轉向系統路感模擬與主動回正控制策略，采用了基于轉向電機驅動電流及阻尼控制的路感反饋控制方法，在傳遞實時路感的前提下，針對汽車線控轉向系統回正控制中存在的高速回正超調，低速回正不足的現象，設計基于指數趨近律的滑模控制器，完成了不同車速下的準確平穩的回正控制，提高了車輛的操縱穩定性。

總而言之，線控轉向的路感控制問題可以概括為在取消了轉向管柱與轉向執行機構的直接連結之后，怎么讓駕駛員獲得與操縱傳統轉向器一致的轉向感覺，路感規劃解決的問題是路感反饋信息恢復的問題，路感控制則是解決路感信息實時準確的傳遞的問題。現有的控制策略集中于對規劃好的路感進行跟蹤，相關研究體現了在實時建模條件下的跟蹤效果，然而，線控轉向系統的執行方式依賴于傳感器信息采集，經過電控單元計算處理后再進行執行器控制，在控制過程中，建模精度、系統噪聲以及信息時滯都會對路感反饋的實時性和準確性產生很大的影響，關于這些問題的解決目前還未見有深入研究的公開文獻。此外，文獻[27]研究了直行和曲線行駛時不同的路感傳遞特性對駕駛員駕駛表現和體驗的影響，分析結果得到在執行直線行駛車道保持任務時，應使用相對僵硬、緩慢的方向盤動力；曲線任務時應使用相對松弛、較輕的方向盤動力。該研究首次提出了以人為本的路感設計理念，在實際的駕駛過程中，路感需求因人而異，因駕駛任務而異，如何根據通過設計合理的路感反饋達到車適應人的目的也是一個十分值得探索的問題。

3 線控轉向系統穩定性控制

線控轉向系統相較于傳統機械轉向系統的主要優勢在于能夠完成轉向系統力傳遞與位移傳遞的完全解耦，簡而言之就是轉向系統的力傳遞特性和位移傳遞特性能夠分別獨立設計。上一節介紹了轉向系統的力傳遞特性也就是路感反饋設計的研究現狀，本節針對線控轉向系統的位移特性控制技術研究現狀進行概述與分析。

線控轉向系統的位移特性控制有2種較為典型的方式，如圖7所示。第1種方式是穩定性控制法，其實施過程可以概括為根據駕駛員的轉角/轉矩輸入指令及汽車當前行駛狀態，計算得到理想橫擺角速度、質心側偏角、側向加速度等控制目標，設計穩定性控制器根據控制目標求解所需的前輪轉角，轉角跟蹤控制器以所需前輪轉角為目標，求解所需轉向電機電流/電壓，輸出扭矩帶動轉向執行機構對轉角進行跟蹤。第2種方式為變傳動比控制法，即先根據駕駛員的轉角輸入和系統傳動比計算參考前輪轉角，然后設計轉角跟蹤控制器控制轉向電機輸出扭矩對參考前輪轉角進行跟蹤。

在上述的2種控制結構中，研究人員重點關注的問題有以下3點：

1） 線控轉向的穩定性控制，即通過駕駛員的輸入選取何種參考模型完成汽車有關穩定性位移特性控制問題；

2） 線控轉向系統的變傳動比設計，就是根據何種規則得到駕駛員轉角輸入與前輪轉角輸出的對應關系；

3） 前輪轉角的跟蹤問題，即已知參考前輪轉角的前提下，如何控制轉向電機輸出扭矩對參考值進行跟蹤。

3.1 線控轉向穩定性控制技術

文獻[28]設計的橫向穩定性控制策略是一種比較典型的線控轉向穩定性控制結構，如圖8所示。根據駕駛員輸入得到名義前輪轉角，然后通過上層控制器計算附加前輪轉角對理想橫擺角速度及質心側偏角進行跟蹤控制；名義前輪轉角與附加前輪轉角進行疊加構成前輪轉角的最終值，下層控制器通過計算轉向電機的輸出扭矩完成對最終前輪轉角的跟蹤。文獻[2]采用了自適應滑模控制法完成上下層2個控制器的設計，解決了建模的參數攝動及不確定干擾的問題，同時，考慮質心側偏角的獲取難度，采用滑模觀測器對質心側偏角進行了估計，完成了閉環控制。在文獻[2]的基礎上，作者改進了控制器的設計，采用自適應回歸積分終端滑模控制算法，提高了橫擺角速度和質心側偏角的跟蹤收斂速度，同時在下層控制器的設計部分，采用極限學習機對含有參數和不確定性的等效控制部分的進行逼近，提高了系統的控制精度[29]。

圖7 線控轉向系統位移特性典型控制方法

圖8 線控轉向分層滑模控制策略

文獻[30]設計一種分級魯棒橫擺穩定性控制策略，考慮線控轉向系統為一個輸入為前輪轉角、輸出為質心側偏角與橫擺角速度的欠驅動系統，設計二階綜合滑模面，對理想橫擺角速度和質心側偏角同時進行跟蹤，解決了系統的欠驅動問題，同時，對建模的參數不確定性和外界干擾問題也具有良好的魯棒性。文獻[31]研究了前后軸獨立轉向的線控轉向系統穩定性控制技術，其控制目標同樣是跟蹤理想橫擺角速度及質心側偏角，不同之處在于其控制輸入由非線性三步控制策略計算得到的穩態控制輸入、前饋控制輸入及反饋控制輸入3部分組成，仿真結果驗證了其對參考狀態跟蹤的有效性。文獻[32]也對前后軸獨立轉向的線控轉向系統的穩定性控制技術進行了研究，與文獻[31]不同的是，其關注點不僅僅在于對理想橫擺角速度及質心側偏角的跟蹤效果，在此基礎上，還詳細分析了線控轉向系統建模的不確定性問題，通過設計μ綜合控制器及權函數擬合解決了參數攝動對控制系統的不利影響，完成了系統的穩定性控制。文獻[33]設計了一種類主動轉向的線控轉向控制策略，通過駕駛員轉角輸入求解名義前輪轉角，根據參考模型計算理想橫擺角速度，然后設計反饋控制器計算附加前輪轉角與名義前輪轉角疊加完成橫擺角速度的跟蹤，其創新之處在于設計了漸消積分環節取代反饋控制器的積分環節，使得控制器能夠在有瞬時干擾時迅速響應，在穩態時不干擾駕駛員的正常操作。除了橫擺穩定性以外，文獻[34]研究了線控轉向系統的防側翻問題，控制指標為車輛的載荷轉移率，在不同的載荷轉移率范圍內設置不同的控制邏輯，調節前輪轉角，以達到防止側翻的目的。

3.2 線控轉向變傳動比控制技術

對于線控轉向系統的變傳動設計，駕駛員穩態轉向時的橫擺角速度增益是一個非常重要的參考依據[35-36]。文獻[37]提出了一種基于變傳動比控制的線控轉向系統控制策略，其傳動比設計為穩態橫擺角速度增益與常系數的比值，設計包含駕駛員跟蹤性能、操縱負擔和防側翻性能的綜合評價指標，采用遺傳算法對傳動比進行優化，得到線控轉向系統的最優變傳動比，試驗結果表明，采用了該方法得到的轉向系統，低速轉向靈敏度和高速轉向穩定性都有所提升。文獻[38]采用了一種較為簡單的基于車速關系的傳動比設計方式，在0 ～ 20 km/h速度范圍內，傳動比為較小的8；隨著車速的增加，傳動比也呈線性增加，直到速度達到90 km/h之后傳動比保持在20不再變化。理論上而言，該傳動比的設置方式具備一定的合理性，但是由于其僅考慮了車速，沒有考慮駕駛員輸入轉向角及車身的實時運動狀態，沒有發揮出線控轉向系統的最大優勢。文獻[39]提出的變傳動比設計方法與文獻[38]基本類似，不同之處在于在20 ～ 100 km/h車速范圍，其傳動比是由穩態橫擺角速度增益決定的，能夠反映車輛轉向的動態穩定性，更據合理性。文獻[40]在橫擺角速度增益不變的基礎上，采用了模糊邏輯規則，使得橫擺角速度增益從變化量到飽和量平滑地過渡。文獻[41]提出了一種轉向感覺和轉向安全增強的設計方法，通過駕駛員輸入及車身狀態（車速、橫擺角速度、側向加速度）判斷車輛行駛在線性或非線性區域內，在不同的區域設置不同的傳動比規則來提高車輛的行駛穩定性。除去橫擺角速度增益以外，一些研究中也考慮了車輛的側向加速度穩態增益、側翻穩定性、路徑跟蹤效果等因素[42-43]。文獻[44]提出了一種基于橫擺角速度增益不變和側向加速度增益不變綜合變傳動比控制策略，并設計相應的滑模控制器以跟蹤車輛期望橫擺角速度。文獻[45]在橫擺穩定性的基礎上，提出了一種融合橫擺角速度增益、側向加速度增益和側傾角增益的融合轉向傳動比優化設計方法，引入操縱穩定性綜合評價指標，采用遺傳算法對各個增益常量進行優化，仿真結果表明，得到的多增益融合轉向傳動比相較于傳統的只考慮橫擺穩定性增益轉向傳動比而言，操縱穩定，轉向靈活性及側翻穩定性都有所提升。

3.3 線控轉向轉角跟蹤控制技術

在穩定性控制及變傳動比設計求解出目標轉角后，設計轉角跟蹤控制策略，實現目標轉角是整個執行程序最終也是最關鍵的一環。文獻[46-47]將前輪轉角等效為轉向器齒條位移，設計了基于自適應滑模控制算法的齒條位置跟蹤控制策略。文獻[46]設計了參數自適應律使得控制器能夠在各種路況下都能夠保持良好的跟蹤效果，文獻[47]則通過設計附加趨近律及回正力矩自適應補償律解決系統參數攝動和路面干擾的問題。與前兩項研究類似，線控轉向系統的轉角跟蹤控制問題，有大量的文獻都采取了滑模控制或者基于滑模控制的魯棒控制策略[48-50]，涉及的算法有自適應滑模控制算法[51]、終端滑模控制算法[52,12]、自適應快速非奇異終端滑模控制算法[53]，離散時間快速終端滑模控制算法[54]、基于極限學習機的自適應回歸滑模控制[29]、自適應終端滑模控制[55]、自適應滑模控制[47]（滑模觀測器觀測回正力矩）、魯棒滑模學習控制算法[56]、離散時間積分終端滑模控制[57]、滑模預測跟蹤控制算法[58]、基于極限學習機的魯棒自適應積分終端滑模控制[5,59]、非奇異快速終端滑模控制[60]、基于徑向基函數（radial basis function, RBF）神經網絡的滑模控制[61-62]、嵌套自適應超扭轉滑模控制[63]、自適應高階滑模控制[64]、自適應模糊滑模控制[65]等。上述研究的選擇滑模控制的主要原因在于在線控轉向系統轉角跟蹤控制策略的研究過程中，涉及到線控轉向系統的建模問題，而線控轉向系統模型所包含的轉向執行機構的慣量、阻尼、輪胎剛度等系數無法獲得精確的數值，存在一定的攝動；同時，實際的轉向系統存在機構運行過程中產生的內摩擦、Coulomb摩擦以及路面干擾等不確定性，也無法通過建模手段精確表達，上述研究通過極限學習機[66]、自適應律、神經網略逼近等方式能夠保證系統對參數及干擾不確定性的魯棒性能。此外，前輪轉角的跟蹤控制要求相應快速準確，采用終端滑模控制算法能夠保證閉環系統在有限時間內收斂，提高系統的跟蹤性能。

除了上述基于滑模控制的轉角跟蹤控制策略以外，文獻[67]基于CAN通訊設計了PID控制器，并分析了在不同的汽車行駛速度、網絡速度、數據丟失、高權限數據中斷干擾以及時鐘偏移等條件下的系統性能。文獻[68]提出了線控轉向系統感知主動干擾抑制控制控制策略，設計高增益廣義PI觀測器通過路感電機電壓估計方向盤轉角和干擾信號，然后通過PD控制完成前輪轉角的跟蹤。文獻[69]研究了魯棒模糊跟蹤控制，考慮網絡時延采用并行分布補償法設計模糊控制器跟蹤前輪轉角。文獻[70]研究了考慮線控轉向非線性和不確定性的轉向角控制，考慮到輪胎回正力矩的非線性特性以及系統參數的不確定性，設計一種前饋加抗積分飽和的狀態反饋轉向控制算法，其反饋增益系數的設定考慮到輪胎回正力矩的非線性特性，通過非線性控制理論的方法，建立Lyapunov函數，證明線控轉向系統轉向輪轉角跟蹤控制的漸進穩定。

線控轉向系統的位移特性控制主要包含了從駕駛員角位移輸入到前輪轉角再到車身位移狀態（質心側偏角、橫擺角速度、側向加速度、側傾角等）傳遞的過程，通過線控轉向系統位移特性控制能夠改變車輛的位移狀態穩定性，是傳統機械轉向系統不具備的獨特優勢。其控制過程中依然存在參數攝動、建模不確定性等難點，現有研究通過一定的技術手段也已經有了重要突破。值得注意的是，現有的位移特性研究重點都在于改善車輛的行駛穩定性，發揮了線控轉向系統靈活設計的優勢，然而，不同的駕駛員對車輛的響應特性需求不同，只針對車的研究無法提升駕駛員對車輛的操縱感覺的適應性需求，如何改善人-車交互特性還需要進一步研究。

4 線控轉向系統容錯控制

線控轉向系統在結構布置、控制方式及響應特性方面有傳統轉向系統無法企及的優勢，被認為是汽車工業的重大革新，然而，在當下的汽車市場里，線控轉向系統的應用率和裝車率極低，少有的裝配有線控轉向系統的車輛通常也備有備用的機械轉向結構，其優勢并沒有得到應有的發揮。限制線控轉向系統普及的最主要的原因在于這種以電控信號為主的控制指令傳輸方式可靠性遠不及利用機械結構傳輸，因此，線控轉向系統的可靠性和容錯控制技術是當前線控轉向系統研究的重中之重，決定了其今后的市場化進程。

4.1 線控轉向的故障類型

線控轉向系統因其信號傳遞方式及控制方式，對元器件故障及信號干擾十分敏感。線控轉向系統的零部件數量龐大，每個部件重要程度和作用時間各不相同，根據故障影響時間范圍，線控轉向系統的故障可以分為瞬時故障、永久故障及間歇故障。瞬時故障通常被看作系統的不確定性干擾，其作用時間短，影響范圍有限，通過主動抗干擾控制就可以恢復正常狀態。間歇性故障（例如電路接觸不良）以及永久性故障（元器件徹底失效）由于影響范圍大、時間長，嚴重時會導致轉向系統失效，需要通過故障診斷、隔離及重構等容錯控制甚至啟用冗余硬件的手段將其影響消除，保證系統的正常運行。

從結構上而言，線控轉向系統的故障類型可以分為執行器故障、傳感器故障、控制器故障及通訊故障。執行器故障具體指轉向電機和路感電機的故障，電機故障在控制系統里可以描述為：1） 卡死故障，即轉向電機在執行指令過程中停滯在某一個位置不再有轉角輸出；2） 部分失效，即電機仍然保有部分工作能力，但是其輸出扭矩無法達到應有水平，多數是由于某一繞組開路造成；3） 完全失效，即電機完全喪失功能。傳感器故障通常分為2種類型，噪聲導致的信號失真與故障導致的失效，前者可以通過多傳感器的信息融合或者濾波估計進行校正，后者只能通過備用傳感器或者其他傳感器的解析冗余進行信號重構。線控轉向系統所涉及的控制器故障包含2個方面，其一為控制器的硬件故障[70]，通常由電磁干擾、高溫或振動造成；其二為控制器的算法邏輯故障。線控轉向系統的控制器硬件容錯方案一般采用多個控制器冗余來完成，例如英菲尼迪的線控轉向系統通常裝備有3個控制單元來保證其可靠性。控制器的軟件故障是不可接受故障，需要在設計階段經過反復測試、檢測進行排除。通訊故障也分為2類：1） 非法入侵導致系統數據無法正常、準確傳輸； 2） 硬件故障（接口腐蝕、松動、驅動電路故障等）。

4.2 線控轉向系統執行器容錯控制

提高線控轉向可靠性，實現容錯控制最直觀的方式就是重要元器件的冗余備份。文獻[71]進行了線控轉向系統的可靠性分析，所研究的線控轉向系統包含3個轉向盤轉角傳感器、2個路感電機、2個路感控制電子控制單元（electronic control unit，ECU）、3個前輪位置傳感器、2個前輪轉向電機、2個前輪轉向控制ECU以及雙通道Flexray總線，在此基礎上，建立了線控轉向系統的故障概率模型，用Markov狀態轉移矩陣計算整個系統的故障率，結果顯示這種方式組成的線控轉向系統的故障率顯著低于沒有冗余備份的系統，可靠性達到0.99，再輔以一些容錯控制算法，其可靠性還能進一步提高。

冗余是一種較為簡單直觀且十分可行的容錯控制手段，多項研究都采用了備份執行器的方式提高轉向系統的可靠性[72-73]。然而，無論是在轉向器齒條上還是轉向管柱上，安裝多個執行器的弊端之一就是執行器之間會存在不同步的問題，導致力矩沖擊或不平衡，影響轉向器壽命。為了解決這一問題研究人員針對雙電機線控轉向系統的同步性問題展開了詳細的研究。文獻[72]提出的轉角跟蹤控制策略同樣采用了雙電機執行的結構，電機控制策略主體包含轉速轉角電流3個閉環控制系統，在此基礎上額外附加了雙電機的同步速度補償控制，以完成雙電機一致性控制。文獻[73]提出的控制策略中一個電機作為主作動電機來響應參考轉角的閉環控制，一個輔助作動電機根據主作動電機轉角響應計算相應力矩，并采用PID控制跟蹤力矩完成協調控制。文獻[74]所提出的控制結構如圖9所示。通過在電機電流控制環附加轉速同步控制器，采用滑模控制算法計算附加控制電流使2個轉向電機轉速差為零，完成電機的同步控制，該策略能對系統噪聲及不確定保持較好的魯棒性能，算法有效，易于實踐。

圖9 線控轉向系統雙電機冗余同步控制結構

獨立的線控轉向系統是一個單驅動系統，執行器在發生間歇性及永久性故障時只能通過啟動冗余備份來完成容錯控制，在沒有冗余備份的條件下，可以通過有效的控制算法對還保有部分工作能力的執行器進行容錯控制。文獻[75]將電機故障視為一個干擾，設計了一種基于執行器故障delta算子的帶故障補償的線控轉向系統容錯模型預測控制方法，采用觀測器估計故障信息和系統狀態，通過求解由Lyapunov理論導出的線性矩陣不等式，得到觀測器和容錯模型預測控制（model predictive control，MPC）控制器的增益，仿真結果表明該控制策略對執行器瞬時故障、卡死和部分失效都有良好的容錯控制能力。文獻[76]設計的線控轉向系統容錯控制策略，考慮了電機輸出飽和、電機故障和系統的有界不確定性以及干擾觀測器設計參數的漂移，采用最大最小模型預測控制跟蹤前輪轉角，仿真結果表明該容錯控制算法能夠應對執行器偏移、短時卡死、部分失效等故障狀況。

對于沒有執行器備份的線控轉向系統，其容錯控制還可以通過與車輛其余執行部分的解析補償來完成。車輛電動化帶動了電動輪汽車的發展，線控轉向系統與輪轂電機驅動系統的結合使得整個車輛成為一個典型的過驅動系統，通過過驅動系統執行器之間的互相補償，能夠大幅提高系統的容錯能力[77]。文獻[78]研究了帶有線控轉向系統的電動輪汽車容錯控制，采用干擾觀測器檢測轉向系統故障，最優調節控制消除轉向系統故障。文獻[79]基于線控轉向與輪轂電機的互補容錯控制策略，利用前輪轉角與差動力矩產生的橫擺力矩互補完成容錯控制。文獻[80]設計了分布式電驅動車輛線控轉向系統多輸入多輸出無模型自適應控制，僅利用車輛系統的多輸入多輸出數據，不依賴精確的車輛模型信息，在轉向系統發生無法工作故障時，利用四輪驅動電機生產橫擺力矩進行補償。文獻[81]提出了分布式驅動電動汽車線控轉向系統故障檢測及容錯控制協同設計，考慮加性故障，設計狀態觀測器觀測系統狀態和輸出誤差，根據評估函數進行故障檢測，采用H∞控制求解差動力矩補償轉向系統故障。文獻[82]基于線控轉向、制動和加速多樣性的汽車轉向容錯，根據駕駛員輸入判斷車輛狀態，計算當前維持車輛穩定狀態的橫擺力矩，通過驅、制動力矩完成整車的容錯控制。以上研究經過仿真及試驗驗證都證明了，在不附加備份執行器的條件下，通過過驅動系統的解析冗余依然能夠完成線控轉向系統的容錯控制。

4.3 線控轉向系統傳感器容錯控制

除去執行器的容錯控制之外，傳感器的容錯控制也是線控轉向系統研究重點。文獻[83]針對四輪獨立的線控轉向系統設計了包含故障診斷、故障隔離和容錯補償的主動容錯控制策略，設計自適應滑模觀測器，對系統的故障及擾動進行觀測，設計合理閾值對檢測故障，根據故障類型進行降噪、平滑、重構等方式完成容錯控制。文獻[84]設計了基于無跡Kalman濾波估計的傳感器故障診斷方法及信號重構容錯控制算法，如圖10所示。采用轉角傳感器、加速度傳感器、橫擺角速度傳感器等多傳感器信息融合估計，通過比較器形成故障向量，通過表決器確定故障位置，同時利用估計信號對故障傳感器信號進行重構，完成線控轉向傳感器信號系統的主動容錯控制。文獻[85]也采用了類似的容錯控制算法，采用自適應Kalman濾波設計前輪轉角估計器，提出了基于傳感器自身測量序列統計學特征的傳感器卡死故障診斷算法與基于傳感器殘差序列統計學特征的傳感器噪聲與漂移故障診斷算法，該研究的創新之處在于在檢測出故障之后，采用估計值代替傳感器輸出值，同時，設計切換權重函數，對輸出估計序列進行平滑處理，避免數據突變對控制系統的穩定性產生不良影響。

圖10 傳感器故障診斷方法及信號重構容錯控制算法

4.4 線控轉向系統控制器及通訊故障容錯控制

關于線控轉向系統的控制器及通訊故障的容錯控制技術，文獻 [86]設計了線控轉向網絡層面的容錯控制，采用自適應網絡模糊推理系統，利用時間觸發的網絡協議信號，根據網絡運行過程中的信號周期、丟包和通信錯誤3個指標根據模糊神經模糊推理得到網絡健康度，進行網絡層面的故障診斷。文獻[87]提出了線控轉向系統主動信息安全控制，針對線控車輛的信息安全問題提出一種基于事件觸發策略的四輪線控車輛系統的預測控制方案, 該方案利用事件觸發控制對控制通道進行選擇,根據Lyapunov穩定理論給定冪指數穩定的充分條件，進而設計事件觸發條件,并結合模型預測控制對未來動態信息進行預測, 能在潛在對手攻擊的情況下，保證車輛安全行駛。

上述研究較為全面地覆蓋了線控轉向系統容錯控制的各個方面，通過執行器、傳感器、控制器等各個層面的容錯控制技術，提高了線控轉向系統的可靠性。盡管如此，線控轉向系統的容錯控制技術仍然存在一些問題有待解決，例如，在執行器和傳感器方面，容錯控制策略強烈依賴于故障診斷信息，故障診斷的閾值設計及診斷邏輯的合理性對于診斷準確性十分重要；同時，現有的故障診斷技術多數建立在基于模型的狀態參數估計方法上，建模精度、參數準確性及系統噪聲也決定故障診斷的準確度；其次，現有的容錯控制策略使得轉向系統的控制器計算量大幅增加，由此帶來的時延問題對系統的影響還尚未有文獻報導。

5 面向智能汽車的線控轉向系統控制

線控轉向系統通過電控單元控制轉向電機進行車輛方向控制的方式，能夠完成主動轉向及自動轉向功能，實現輔助駕駛、平行駕駛甚至自動駕駛，通過調節駕駛員與轉向系統控制器之間的控制權重，不僅能根據不同駕駛員的駕駛習慣、駕駛特性以及車輛當前的行駛情況，提供個性化的駕駛輔助，還能夠幫助駕駛員逐步適應從輔助駕駛到自動駕駛的過渡，是智能汽車轉向系統的最佳選擇。

針對面向智能汽車的線控轉向系統控制，現有的研究主要集中在軌跡跟蹤、主動避撞以及人-車共駕等幾個方面。如圖11所示，在有人駕駛完成主動避撞時，決策模塊根據環境信息和車輛當前狀態、位置信息規劃出避撞軌跡，駕駛員根據轉動轉向盤輸入到車輛，控制車輛狀態，軌跡跟蹤控制器根據跟蹤誤差計算補償前輪轉角完成跟蹤控制；在無人駕駛進行軌跡跟蹤時，軌跡跟蹤控制器直接根據車輛跟蹤誤差計算前輪轉角完成跟蹤控制。在有人駕駛時，駕駛員的控制與軌跡跟蹤控制器處于并行狀態，二者關系協調也是研究重點之一。

圖11 面向智能汽車的線控轉向控制流程

文獻[88]研究了采用線控轉向系統的無人駕駛汽車對目標路徑的跟蹤策略，采用無模型自適應控制算法，求解跟蹤當前路徑和車身航向角的前輪轉角，算法移植性高，通用性強，易于實踐。文獻[89]提出了基于線控轉向系統的智能汽車主動換道及人機共享控制策略，根據車輛安全評價系數與駕駛員操作意圖評價系數，引入模糊邏輯控制對駕駛員與轉向系統的權限系數實現動態分配，同時根據車輛被控狀態，設計路感電機控制模式，利用路感電機的駕駛員力反饋對駕駛員進行人-機共享控制時駕駛意圖警示。文獻[90]設計了考慮駕駛員特性的線控轉向車輛路徑跟蹤魯棒控制方法研究，建立基于兩點駕駛員預瞄模型的人-車-道路增廣模型并進行共享魯棒轉向控制器的設計，采用多面體理論和模糊控制將增廣模型變為線性參數變化模型，并設計加入極點配置約束的輸出反饋魯棒共享控制器，仿真結果表明該共享控制器能夠提高駕駛員的路徑跟蹤能力，減輕駕駛員負擔，提高駕駛舒適性。文獻[91]研究了基于線控主動轉向功能的避撞控制，首先根據障礙物的狀態信息創建基于障礙物衍生的狀態格避撞環境模型，并結合狀態格計算成本與搜索算法優化求解避撞軌跡，然后設計基于內環轉角跟蹤和外環改進自抗擾控制的避撞軌跡跟蹤控制策略，利用自抗擾控制對橫擺角速度進行觀測并補償額外轉角、抑制擾動。文獻[92]提出了線控轉向智能汽車人-車間接共享控制合作駕駛研究，建立基于MPC的駕駛員最佳響應模型，與傳統駕駛員操縱模型不同，該模型假設駕駛員能夠學習并適應控制器的策略并能與控制器合作做出路徑預測，給出駕駛員模型的解析解用于離線仿真；駕駛模擬試驗結果驗證了該控制策略不僅在高速行駛工況有效完成路徑保持，同時減少轉向控制力輸入。文獻[93]研究了基于駕駛風格的個性化全線控電動汽車控制策略，開發了具備多種模式的五層式集成自適應轉向特性的駕駛系統：第1層進行駕駛風格和轉向意圖識別；第2層根據風格和意圖識別計算體現長效模式的轉向增益和短效模式的橫擺角速度增益，并且求解運動控制目標，并設計移動平均窗和余弦函數實現長短效模式的切換；第3層采用滑模控制算法設計運動控制器，求解實現運動控制目標所需縱、橫向力及橫擺力矩；第4層完成車輪輪胎力優化分配；第5層根據輪胎逆模型求解每個車輪對應的轉角與轉矩；通過不同風格駕駛人在環的仿真試驗驗證了該控制策略在不同操縱工況下各模式的有效性，不同駕駛員的主觀評價也體現了對該控制策略的適應性和滿意度。

上述研究中，線控轉向系統在智能車的應用中主要扮演運動控制層的執行器的角色，通過輸出上層智能控制策略計算得到的前輪轉角，完成對應的功能。與傳統汽車相比，線控轉向系統在智能車上的應用涉及的控制算法更加復雜，計算量更大，一些智能控制策略更是涉及到線控底盤多個子系統的協同控制，因此，提高線控轉向系統的執行速度與精度，保證整個線控底盤系統的控制協調性，對于智能汽車的發展十分重要。

6 線控轉向控制技術展望

智能線控底盤系統旨在通過線控化、智能化實現個性駕駛、輔助駕駛、無人駕駛等目標，是智能網聯汽車落地的關鍵技術。線控轉向系統作為線控底盤的重要組成部分，也應朝著相同的目標邁進。為了進一步促進線控轉向技術的發展，可在以下方面進行進一步的研究。

1） 執行精準。現有的線控轉向技術研究大多基于轉向系統與整車的動力學建模進行，路感規劃的合理性與準確程度、穩定性控制的精度以及容錯控制的效果都強烈依賴于模型建立的準確度與精確度。然而，轉向系統及整車的建模過程中，部分結構參數無法精確獲得，隨工況變化的時變參數、系統的非線性摩擦及不確定性擾動等元素也無法通過數學解析模型精確表達，通過合理的狀態參數估計方法提高建模精度的同時也能對基于模型的控制策略進行在線修正，可以大幅提高控制策略的有效性和準確性。

2） 全工況覆蓋。現有的研究多數只考慮線性區域的系統動力學特性，對于系統的非線性因素（例如信號處理及控制策略計算帶來的時滯，以及車輛在非線性區域乃至極限工況下的車輛動力學特性的改變等）研究不夠深入，在今后的研究中若能針對性地對系統非線性因素進行控制策略的構建，將能發揮線控轉向系統在全工況范圍內的優勢。

3） 平行駕駛。現有的線控轉向系統的路感控制與穩定性控制策略設計都只針對車輛本身，以提升車輛穩定性、安全性為主要目標，僅有個別文獻討論了駕駛員參數的影響。在實際的汽車駕駛過程中，線控轉向系統是駕駛員控制車輛狀態、獲取道路信息的直接通道，駕駛員則是轉向過程的直接參與者，考慮駕駛員特性設計針對性的路感反饋與穩定性控制策略能夠改善人-車系統綜合性能，完善平行駕駛功能，提升駕駛體驗。

4） 安全可靠。隨著車輛的線控化發展，底盤系統的傳感器數量及測量覆蓋面增加，多傳感器信息融合能夠提高車輛控制系統的信息容錯能力；同時，線控轉向系統與線控驅/制動系統組成過驅動冗余系統，通過子系統間控制需求重新分配能夠提升執行器的容錯能力；此外，線控轉向系統與線控驅、制動系統組成一個集成度、耦合度、復雜度大幅提升的綜合動力學控制系統，通過整車協調控制，消除子系統間耦合干擾，能夠大幅提升車輛的安全性和穩定性。

5） 智能網聯。隨著智能網聯汽車的發展，線控轉向系統的傳感系統及交通環境數據融合能夠提高線控轉向控制系統的信息感知能力；線控轉向系統作為車輛方向與穩定性控制執行機構，結合各類智能控制策略，能夠實現轉向系統的智能化、網聯化。

7 總 結

本文針對線控轉向系統控制技術的重大意義與發展歷程進行了簡單概述，并從線控轉向系統的路感控制、穩定性控制、容錯控制及面向智能汽車的系統控制4個方面進行了詳細的介紹與分析。通過對線控轉向系統研究現狀的綜述與分析，對線控轉向系統的控制技術發展進行展望，指出線控轉向系統的控制技術將向著執行精準、全工況覆蓋、平行駕駛、安全可靠和智能網聯的方向發展。