转向系统是汽车内部重要的系统之一,而线控转向系统作为一种融合了高端的信息技术、控制技术、电子技术的新型转向系统,是发展无人驾驶模式的关键部分。此系统取消了转向盘和前轮转向机构之间的机械连接,采用电信号完成转向盘和转向机构的信息交换。由于线控转向系统摆脱了传统转向系统的诸多限制,能够自由设置系统的角传动比和力传动比,为汽车的转向特性提供了更大的设计空间,因此可以更好的实现主动转向功能,提高了驾驶的安全性和舒适性。系统的输入信息采集环节通过车载传感器完成,传感器将采集到的信号进行滤波处理后传递给系统主控制器。系统的动力执行环节是路感电机和转向电机,它们根据主控制器融合处理输入信号后发出的指令实行前轮转向和路感反馈,因此主控制器的稳定性和可靠性是整个系统运行的关键。本文针对如何获取准确的车辆行驶状态以及如何完善系统路感电机和转向电机的控制,设计了基于多信息协同认知的线控转向系统主控制器。论文主要研究内容如下:首先给出了路感电机和转向电机的模型并分析其动力特性,按照系统的设计要求,选定了转矩和功率满足系统需要的永磁同步电机作为系统的路感电机和转向电机,同时也依据传感器参数进行匹配选型。其次,对于系统的输入信号进行滤波处理。本文采用了中值滤波算法和最小二乘滤波算法对传感器电压信号分别作滤波比较,验证算法的适用性。而后列举了路感电机和转向电机的控制策略,路感电机重点实现力矩的反馈,采用单环控制思想;转向电机重点实现位置的跟随,采用三环控制,通过仿真验证观察两种电机的动态响应特性。针对传统PID和模糊PID控制的不足,在模糊PID控制的基础上融入了免疫算法设计了模糊免疫PID控制器,对两种算法拟合目标力矩进行了仿真实验,验证模糊免疫PID控制算法的有效性和实用性。面对传感器采集信号误差以及某些附着系数难以直接测量的现状采用信息融合技术解决,本文选用扩展卡尔曼滤波算法对采集信号融合处理。先确定状态方程和测量方程,而后结合线控转向系统建立了非线性三自由度车辆模型,并在Simulink上仿真。为验证所用算法是否有效,选取部分整车参数,在工况实验下,以纵向加速度、横向加速度、转向盘转角为输入,估计车辆行驶过程中的横摆角速度、质心侧偏角和纵向车速。最后,以STM32开发板为核心设计了线控转向系统主控制器。硬件部分包括电源电路、信号处理电路和电机驱动电路;软件部分则采用C语言开发控制程序,利用中断程序采集系统信息和控制电机。在PC机上与控制器通信,通过电机的软件库观测换相控制,调试电机的转速功能。