[发明专利]一种车轮转向随动控制系统

权利要求书

1.一种车轮转向随动控制系统，其特征在于，包括传感器装置、控制装置、随动执行机构和滚筒装置；

所述传感器装置与所述控制装置连接，所述控制装置与所述随动执行机构连接，所述随动执行机构与所述滚筒装置机械连接，所述滚筒装置用于支撑车轮；

所述传感器装置包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器用于检测自身至所述车轮的第一距离，并将所述第一距离发送至所述控制装置，所述第二传感器用于检测自身至所述车轮的第二距离，并将所述第二距离发送至控制装置；

所述控制装置根据所述第一距离、所述第二距离及当前滚筒转向角度，计算滚筒控制量，并将所述滚筒控制量发送至所述随动执行机构，所述随动执行机构根据所述滚筒控制量驱动所述滚筒装置改变滚筒转向角度，使所述滚筒转向角度与所述车轮的车轮转向角度之差符合预设角度差条件；

所述第一传感器和所述第二传感器均设置于所述滚筒装置上，并均位于所述车轮的同一侧，所述第一传感器与所述第二传感器的位置连线与所述滚筒装置的轴线方向垂直；

所述第一传感器和所述第二传感器分别发射平行于所述滚筒装置轴线方向的射线，所述第一传感器用于根据所述射线检测自身至所述车轮的第一距离，所述第二传感器用于根据所述射线检测自身至所述车轮的第二距离；

所述控制装置包括车轮转向角计算模块、拟合预测算法模块和PID控制模块；所述车轮转向角计算模块与所述拟合预测算法模块连接，所述拟合预测算法模块与所述PID控制模块连接；

所述车轮转向角计算模块按照预设时间间隔获取所述第一距离和所述第二距离，根据所述第一距离和所述第二距离计算第一距离差，根据所述第一距离差和传感器激光发射点间距得到偏差角，根据所述偏差角和所述当前滚筒转向角度，得到车轮转向角度，并将所述车轮转向角度发送至所述拟合预测算法模块，所述传感器激光发射点间距为所述第一传感器激光发射点和所述第二传感器激光发射点之间的直线距离值；

所述拟合预测算法模块获取所述车轮转向角度，当获取到预设数量的车轮转向角度时，对所述预设数量的车轮转向角度进行曲线拟合，得到车轮转向角拟合曲线，并根据所述车轮转向角拟合曲线，预测当前时间之后一预设时间点的预测车轮转向角度，将所述预测车轮转向角度发送至所述PID控制模块；

所述PID控制模块用于将所述预测车轮转向角度减去所述当前滚筒转向角度，得到预测偏差角，并根据所述预测偏差角计算得到滚筒控制量。

2.如权利要求1所述的车轮转向随动控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括信号处理模块，所述信号处理模块输入端与所述传感器装置连接，所述信号处理模块输出端与所述控制装置连接。

3.如权利要求2所述的车轮转向随动控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括模数转换模块，所述模数转换模块用于将所述第一距离和所述第二距离分别从模拟量转换为数字量。

4.如权利要求1所述的车轮转向随动控制系统，其特征在于，所述随动执行机构包括伺服驱动模块和伺服电机模块，所述伺服驱动模块接收所述滚筒控制量，并根据所述滚筒控制量控制所述伺服电机模块驱动所述滚筒装置改变滚筒转向角度。

5.如权利要求4所述的车轮转向随动控制系统，其特征在于，所述伺服电机模块包括转角获取单元，所述转角获取单元与所述控制装置通信连接；

所述转角获取单元用于获取所述伺服电机模块的电机转动角度，并将所述电机转动角度发送至所述控制装置，所述控制装置根据所述电机转动角度，计算得到所述当前滚筒转向角度。

6.如权利要求1所述的车轮转向随动控制系统，其特征在于，还包括上位机，所述上位机与所述控制装置连接，用于接收并显示所述当前滚筒转向角度和所述车轮转向角度。

7.如权利要求1所述的车轮转向随动控制系统，其特征在于，所述滚筒装置包括第一滚筒和第二滚筒，所述第一滚筒与所述第二滚筒平行，所述第一滚筒、所述第二滚筒及所述车轮呈安置角关系。

8.如权利要求1至7任一项所述的车轮转向随动控制系统，其特征在于，所述第一传感器和所述第二传感器均为激光测距传感器。