近年我國(guó)無(wú)人駕駛技術(shù)高速發(fā)展，但也存在安全性不夠高以及各項(xiàng)技術(shù)不成熟等問題。在無(wú)人駕駛車輛中，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向，因其特有的轉(zhuǎn)向器與執(zhí)行器分離的特點(diǎn)，更適用于無(wú)人駕駛車輛。對(duì)于線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，如何在實(shí)現(xiàn)良好跟隨性能的同時(shí)保持系統(tǒng)安全，是我們面臨的主要挑戰(zhàn)。本項(xiàng)目著眼于L4級(jí)別無(wú)人駕駛的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，主要研究具備抵抗非線性干擾的轉(zhuǎn)向跟隨算法、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能安全以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)三大方面。

算法設(shè)計(jì)部分，需要滿足的性能指標(biāo)主要有：階躍響應(yīng)下系統(tǒng)的超調(diào)量小于5%，調(diào)節(jié)時(shí)間小于200ms，穩(wěn)態(tài)誤差小于1°；正弦響應(yīng)下，超調(diào)量小于5%，跟隨時(shí)間小于100ms。除此之外，還有魯棒性的要求，具體而言，在路面條件發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)也能保持良好的跟隨性能。

安全需求方面，針對(duì)面向自動(dòng)駕駛的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向跟隨控制，調(diào)研行業(yè)相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行功能安全分析和失效策略設(shè)計(jì)，給出一套切實(shí)可行的功能安全設(shè)計(jì)方案。

在整個(gè)項(xiàng)目中，我們分別進(jìn)行了轉(zhuǎn)向跟隨算法設(shè)計(jì)、功能安全設(shè)計(jì)、以及仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證三個(gè)方面的工作。設(shè)計(jì)了三種基于滑模理論的轉(zhuǎn)向跟隨算法，并進(jìn)行了橫向比較；功能安全部分進(jìn)行了基于ASIL等級(jí)的功能安全分析和容錯(cuò)補(bǔ)償設(shè)計(jì)。最后參考多種測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了仿真驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行了軟件聯(lián)合仿真。整個(gè)研究過程從理論研究到具體設(shè)計(jì)，再到仿真驗(yàn)證，層層遞進(jìn)，最終形成我們的研究成果。最終能夠?qū)崿F(xiàn)較好的轉(zhuǎn)向跟隨效果，基本滿足了客戶需求。