CN114253153B - 一种车辆转向仿真方法及其仿真系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种车辆转向仿真系统，用于模拟车辆的转向过程。所述车辆转向仿真系统包括：多轴转向控制单元，用于接收用户输入的方向盘角度信号并基于所述方向盘角度信号确定所述车辆的所有车轴的转向控制指令；以及仿真终端，与所述多轴转向控制单元连接以接收所述多轴转向控制单元确定的转向控制指令并模拟所述车辆执行所述转向控制指令的过程。
Description
技术领域
本发明涉及车辆控制领域，尤其涉及一种车辆转向仿真方法及其系统。
背景技术
随着国内外城市的经济与人口的发展，交通拥堵日益严重，很多城市开始大力发展大中运量的公共交通方式。地铁和有轨电车是现有的公共交通方式中较为常见的中大运量的交通方式。然而，现有的地铁或有轨电车需要专门的电力系统和轨道配合实现运行，且基础设施建设和车辆购置成本高。
随着车辆转向与驱动技术的日益发展，长编组铰接式列车的生产与制造变成了可能。为解决基础设施建设和车辆购置成本高的问题，中车株洲电力机车研究所提出了铰接式列车，该种列车能够循迹地面上的虚拟轨道，取消了钢轨，通过胶轮承载和方向盘转向的方式跟随地面虚拟轨道行驶，且可通过铰接的方式串联多节编组，满足中大运量的要求。目前，铰接式列车由于建设周期短、运量大、建设周期灵活已经成为许多城市优先考虑的公共交通制式。
一辆铰接式列车具有多个车厢，每一车厢包括若干个车轴比如3个车轴，则铰接式列车在执行驾驶人员的转向指令时需要同时计算出多个车轴的转向指令，不同位置的车轴的转向角度也可能不同，因此需要在铰接式列车上配置多轴转向系统。
多轴转向系统是实现铰接式列车的无轨全轴转向轨迹跟随控制的关键核心子系统。多轴转向系统极度核心的特殊性决定了其复杂程度高、可靠性要求严的特点，为铰接式列车的整体系统方案的设计以及整体系统方案的可靠性带来了极大的挑战性。
为解决多轴转向系统的试验资源紧张、现场调试困难、控制原理及方案在投入工程应用之前未能得到充分的验证等问题，本发明旨在提供一种能够实现多轴转向系统的模拟实验方法及其模拟实验系统。
发明内容
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
根据本发明的一方面，提供了一种车辆转向仿真方法，用于模拟车辆的转向执行机构的转向过程，所述车辆包括若干个车轴，所述车辆转向仿真方法包括：接收每一车轴的转向控制指令；将每一车轴的转向控制指令输入至所述车轴对应的转向机构模型；所述车轴的转向机构模型获取所述车轴的液压动力源模型的当前驱动压力并基于所述当前驱动压力以及所述车轴的转向控制指令确定出所述车轴的模拟转向角度，所述模拟转向角度指示所述车辆执行所述转向控制指令后所述车轴的转向角度；以及输出所述车辆的所有车轴的模拟转向角度。
更进一步地，每一车轴的转向控制指令包括所述车轴的方向指令、转向激活指令和负载指令，所述车轴的转向机构模型获取所述车轴的液压动力源模型的当前驱动压力并基于所述当前驱动压力以及所述车轴的转向控制指令确定出所述车轴的模拟转向角度包括：判断所述转向激活指令是否指示转向激活状态；以及响应于所述转向激活指令指示转向激活状态，基于所述当前驱动压力、所述负载指令以及所述方向指令计算出所述车轴的模拟转向角度。
更进一步地，所述判断所述转向激活指令是否指示转向激活状态包括：响应于所述转向激活指令的状态字等于所述转向激活状态对应的状态字，判断所述转向激活指令指示转向激活状态；以及响应于所述转向激活指令的状态字不等于所述转向激活状态对应的状态字，将所述车轴的模拟转向角度强制设定为0。
更进一步地，述基于所述当前驱动压力、所述负载指令以及所述角度指令计算出所述车轴的模拟转向角度包括：判断所述车轴的液压驱动模型的当前驱动压力是否足以驱动所述负载指令指示的负载；响应于所述当前驱动压力足以驱动所述负载指令指示的负载，基于所述方向指令计算出所述车轴的模拟转向角度；以及响应于所述当前驱动压力不足以驱动所述负载指令指示的负载，将所述车轴的模拟转向角度设定为0。
更进一步地，所述方向指令与所述车轴的转向角度的变化率有关，所述基于所述方向指令计算出所述车轴的所述模拟转向角度包括：将上一控制周期所述车轴的转向机构模型输出的模拟转向角度作为所述车轴的初始角度；基于所述方向指令对应的转向角度的变化率和控制周期的时间间隔计算出所述车轴在此次控制周期内的模拟偏转角度；以及将所述车轴的初始角度和模拟偏转角度之和作为所述车轴的模拟转向角度。
更进一步地，所述车辆转向仿真方法还包括：所述液压动力源模型实时计算出所述当前驱动压力；以及响应于所述转向激活指令指示转向激活状态，所述液压动力源模型输出所述当前驱动压力至所述车轴的转向机构模型。
更进一步地，所述液压动力源模型的驱动压力的变化趋势包括冲压和降压，冲压和降压的变化速率分别为冲压速率和降压速率，所述冲压速率为一常量，所述降压速率与所述负载指令有关，所述液压动力源模型的驱动压力在冲压情况下冲压至最大压力阈值切换成降压，所述液压动力源模型的驱动压力在降压情况下降压至最小压力阈值切换成冲压，所述液压动力源模型实时计算出所述当前驱动压力包括：基于所述负载指令确定降压速率；将上一控制周期所述车轴的液压动力源模型输出的驱动压力作为本次控制周期所述车轴的初始驱动压力；以及利用压力计算公式计算出本次控制周期的最终时刻的压力值以作为所述当前驱动压力，其中，D0为所述初始驱动压力，T0为本次控制周期的开始时刻，T0+T为本次控制周期的最终时刻，kt为本次控制周期内的任意时刻t的变化速率。
更进一步地，所述车辆转向仿真方法还包括：将每一车轴的模拟转向角度输入所述车轴对应的角度传感器模型以得到对应于所述模拟转向角度的电压信号；以及所述输出所述模拟转向角度包括：输出每一车轴的所述模拟转向角度对应的所述电压信号。
更进一步地，所述车辆转向仿真方法还包括：将所述液压动力源模型的当前驱动压力输入至压力传感器模型以得到对应于所述当前驱动压力的电压信号；以及输出所述当前驱动压力对应的电压信号。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种车辆转向仿真系统，用于模拟车辆的转向过程，所述车辆包括若干个车轴，所述车辆转向仿真系统包括：多轴转向控制单元，用于接收用户输入的方向盘角度信号并基于所述方向盘角度信号确定所述车辆的所有车轴的转向控制指令；以及仿真终端，与所述多轴转向控制单元连接以接收所述多轴转向控制单元确定的所述车辆的所有车轴的转向控制指令并模拟所述车辆执行所述转向控制指令的过程，所述仿真终端被配置成：将每一车轴的转向控制指令输入至所述车轴对应的转向机构模型；所述车轴的转向机构模型获取所述车轴的液压动力源模型的当前驱动压力并基于所述当前驱动压力以及所述车轴的转向控制指令确定出所述车轴的模拟转向角度，所述模拟转向角度指示所述车辆执行所述转向控制指令后所述车轴的转向角度；以及将每一车轴的转向机构模型确定出的模拟转向角度反馈回所述多轴转向控制单元以便于所述多轴转向控制单元确定下一控制周期的转向控制指令。
更进一步地，每一车轴的转向控制指令包括所述车轴的方向指令、转向激活指令和负载指令，所述仿真终端进一步被配置成：每一车轴的转向机构模型判断接收到的所述转向激活指令是否指示转向激活状态；以及所述转向机构模型响应于所述转向激活指令指示所述转向激活状态，基于所述当前驱动压力、所述负载指令以及所述转向角度计算出所述车轴的模拟转向角度。
更进一步地，所述仿真终端进一步被配置成：所述车轴的转向机构模型响应于所述转向激活指令的状态字等于所述转向激活状态对应的状态字，判断所述转向激活指令指示转向激活状态；以及所述车轴的转向机构模型响应于所述转向激活指令的状态字不等于所述转向激活状态对应的状态字，将所述车轴的模拟转向角度强制设定为0。
更进一步地，所述仿真终端进一步被配置成：所述车轴的转向机构模型判断所述车轴的液压驱动模型的当前驱动压力是否足以驱动所述负载指令指示的负载；响应于所述当前驱动压力足以驱动所述负载指令指示的负载，所述车轴的转向机构模型基于所述方向指令计算出所述车轴的模拟转向角度；以及响应于所述当前驱动压力不足以驱动所述负载指令指示的负载，所述车轴的转向机构模型将所述车轴的模拟转向角度设定为0。
更进一步地，所述方向指令包括所述车轴的转向角度的变化率，所述仿真终端进一步被配置成：所述车轴的转向机构模型将上一控制周期确定的模拟转向角度作为初始角度；所述车轴的转向机构模型基于所述车轴的转向角度的变化率和本次控制周期的时间间隔计算出所述车轴在本次控制周期内的模拟偏转角度；以及所述车轴的转向机构模型将所述车轴的初始角度和模拟偏转角度之和作为所述车轴的模拟转向角度。
更进一步地，所述仿真终端还被配置成：将每一车轴的转向控制指令输入至对应于所述车轴的液压动力源模型；所述液压动力源模型实时计算出所述当前驱动压力；以及响应于所述转向激活指令指示转向激活状态，所述液压动力源模型输出所述当前驱动压力至所述车轴的转向机构模型。
更进一步地，所述液压动力源模型的驱动压力的变化趋势包括冲压和降压，冲压和降压的变化速率分别为冲压速率和降压速率，所述冲压速率为一常量，所述降压速率与所述负载指令有关，所述液压动力源模型的驱动压力在冲压情况下冲压至最大压力阈值切换成降压，所述液压动力源模型的驱动压力在降压情况下降压至最小压力阈值切换成冲压，所述仿真终端进一步被配置成：所述液压动力源模型基于所述负载指令确定降压速率；所述液压动力源模型将上一控制周期确定的驱动压力作为本次控制周期所述车轴的初始驱动压力；以及所述液压动力源模型利用压力计算公式计算出本次控制周期的最终时刻的压力值以作为所述当前驱动压力，其中，D0为所述初始驱动压力，T0为本次控制周期的开始时刻，T0+T为本次控制周期的最终时刻，kt为本次控制周期内的任意时刻t的变化速率。
更进一步地，所述仿真终端还被配置成：每一车轴的转向机构模型将确定出的模拟转向角度输入至所述车轴对应的角度传感器模型以通过所述角度传感器模型将所述模拟转向角度对应的电压信号反馈回所述多轴转向控制单元。
更进一步地，所述仿真终端还被配置成：每一车轴的液压动力源模型将确定出的当前驱动压力输入至所述车轴对应的压力传感器模型以通过所述压力传感器模型将所述当前驱动压力对应的电压信号输出至所述多轴转向控制单元。
更进一步地，所述车辆转向仿真系统还包括：数据监测单元，分别与所述多轴转向控制单元和所述仿真终端连接以监测所述多轴转向控制单元和所述仿真终端的输入数据、输出数据和/或中间数据以及向所述多轴转向控制单元输入所述方向盘角度信号。
根据本发明的又一个方面，还提供了一种车辆转向仿真装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器被用于执行存储在所述存储器上的计算机程序时实现如上述任一项所述的车辆转向仿真方法的步骤。
根据本发明的再一个方面，还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述任一项所述的车辆转向仿真方法的步骤。
本发明通过仿真终端搭建虚拟的车辆转向执行机构，以便于实现多轴转向控制单元的设计和调试，而无需再实际车辆环境中进行测试，即通过仿真终端模拟车辆执行转向控制指令的过程，可节省大量的试验资源，提升开发效率。
附图说明
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，更能够更好地理解本发明的上述特征和优点。
图1是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的车辆转向仿真方法的流程示意图；
图2是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的车辆转向仿真方法的部分流程示意图；
图3是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的车辆转向仿真方法的部分流程示意图；
图4是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的车辆转向仿真方法的部分流程示意图；
图5是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的车辆转向仿真方法的部分流程示意图；
图6是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的车辆转向仿真方法的部分流程示意图；
图7是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的一车轴的转向执行机构的模拟结构示意图；
图8是根据本发明的另一个方面绘示的一实施例中的一车辆转向仿真装置的示意框图；
图9是根据常规的多轴转向控制单元的测试过程绘示的测试结构示意图；
图10是根据本发明的又一个方面绘示的一实施例中的一车辆转向仿真系统的示意框图；
图11是根据本发明的又一个方面绘示的另一实施例中的一车辆转向仿真系统的示意框图；
图12是根据本发明的又一个方面绘示的又一实施例中的一车辆转向仿真系统的示意框图。
具体实施方式
给出以下描述以使得本领域技术人员能够实施和使用本发明并将其结合到具体应用背景中。各种变型、以及在不同应用中的各种使用对于本领域技术人员将是容易显见的，并且本文定义的一般性原理可适用于较宽范围的实施例。由此，本发明并不限于本文中给出的实施例，而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征相一致的最广义的范围。
在以下详细描述中，阐述了许多特定细节以提供对本发明的更透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明的实践可不必局限于这些具体细节。换言之，公知的结构和器件以框图形式示出而没有详细显示，以避免模糊本发明。
请读者注意与本说明书同时提交的且对公众查阅本说明书开放的所有文件及文献，且所有这样的文件及文献的内容以参考方式并入本文。除非另有直接说明，否则本说明书(包含任何所附权利要求、摘要和附图)中所揭示的所有特征皆可由用于达到相同、等效或类似目的的可替代特征来替换。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每一个特征仅是一组等效或类似特征的一个示例。
注意，在使用到的情况下，标志左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的，而并不暗示任何具体的固定方向。事实上，它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
注意，在使用到的情况下，进一步地、较优地、更进一步地和更优地是在前述实施例基础上进行另一实施例阐述的简单起头，该进一步地、较优地、更进一步地或更优地后带的内容与前述实施例的结合作为另一实施例的完整构成。在同一实施例后带的若干个进一步地、较优地、更进一步地或更优地设置之间可任意组合的组成又一实施例。
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
根据本发明的一个方面，提供一种车辆转向仿真方法，用于模拟车辆的转向执行机构的转向过程。
车辆可包括若干个车轴，每一车轴上具有对应的转向执行机构。可以理解，该车辆可以是常规的两车轴车辆，也可以是其他新兴的多车轴车辆。
在一实施例中，如图1所示，车辆转向仿真方法100可包括步骤S110～S140。
其中，步骤S110为：接收每一车轴的转向控制指令。
本发明所述的车辆转向仿真方法用于模拟车辆的转向执行机构的转向过程，以验证出车辆的转向控制模块的转向控制方案的准确性。因此，接收的转向控制指令可以是车辆的转向控制模块比如铰接式列车的多轴转向控制系统输出的转向控制指令。
具体地，该转向控制指令可以包括转向执行机构所需的各个执行指令，转向执行机构通常可包括比例伺服阀、冲压储能单元和液压油缸等器件，因此，转向控制指令是指控制转向执行机构内的各个器件的指令。
步骤S120为：将每一车轴的转向控制指令输入至所述车轴对应的转向机构模型。
为模拟所述车辆的所有车轴的转向过程，每一车轴的转向执行机构需要具有其对应的转向机构模型以模拟该车轴的转向过程。该转向机构模型可模拟转向执行机构中的比例伺服阀和液压油缸等器件驱动该车轴的车轮转动的过程从而确定出转向执行机构的转向角度。
步骤S130为：所述车轴的转向机构模型获取所述车轴的液压动力源模型的当前驱动压力并基于所述当前驱动压力以及所述车轴的转向控制指令确定出所述车轴的模拟转向角度。
模拟转向角度指示所述车辆执行所述转向控制指令后所述车轴的转向角度。
液压动力源模型可模拟出转向执行机构中的冲压储能单元，用于提供转向过程的驱动压力。驱动压力大小决定了转向过程的动力大小。
转向机构模型以液压动力源模型提供的驱动压力为基础、以转向控制指令为导向来模拟对应车轴的转向执行机构的转向过程，最终确定出该车轴的转向角度即模拟转向角度。
步骤S140为：输出所述车辆的所有车轴的模拟转向角度。
可以理解，转向控制指令需要结合车辆的当前转向角度来确定，因此，为获取下一控制周期的转向控制指令，需要将模拟出的模拟转向角度反馈回生成转向控制指令的模块。
进一步地，转向控制指令可包括车轴的方向指令、转向激活指令和负载指令。
方向指令可理解为比例伺服阀的阀芯位置信号，用于决定车轴的转动方向。一般地，该方向指令的状态字小于0或大于0分别对应于向左或向右两个方向中的一个和另一个。
转向激活指令可理解为比例伺服阀的激活信号，用于开启比例伺服阀，从而实现转向。一般地，当转向激活指令指示转向激活状态时，允许执行转向动作。
负载指令可理解为该车轴的负重指标，或车轴转向所需克服的阻力。
进一步地，在一实施例中，如图2所示，步骤S130可包括步骤S131～S132。
其中，步骤S131为：判断转向控制指令中的转向激活指令是否指示转向激活状态。
一般地，数据传输格式可采用报文形式，因此可基于转向激活指令的状态字来判断是否指向转向激活状态。
具体地，当转向激活指令的状态字等于转向激活状态对应的状态字时，比如转向激活指令的状态字等于1，判断转向激活指令指示转向激活状态，即允许继续进行模拟转向角度的计算。
当转向激活指令的状态字不等于转向激活状态对应的状态字时，比如转向激活指令的状态字等于0，不允许继续进行模拟转向角度的计算，而对应地将该车轴的模拟转向角度强制设定为0，即不进行转向。
对应地，步骤S132为：响应于转向激活指令指示转向激活状态，基于当前驱动压力、负载指令以及方向指令计算出该车轴的模拟转向角度。
可以理解，当液压动力源模型的当前驱动压力能够支撑负载指令指示的负载完成转向时，车轴可以实现转向。当液压动力源模型的当前驱动压力无法支撑负载指令指示的负载完成转向时，车轴无法实现转向。因此，需要对当前驱动压力和负载进行比较。
具体地，在一实施例中，如图3所示，步骤S132可包括步骤S1321～S1323。
其中，步骤S1321为：判断所述车轴的液压驱动模型的当前驱动压力是否足以驱动所述负载指令指示的负载。
可以理解，可基于当前驱动压力计算出该当前驱动压力足以驱动的理论负载重量，再比较理论负载重量与负载指令指示的负载重量的大小以判断出该当前驱动压力是否足以驱动负载指令指示的负载；或者，可基于负载指令指示的负载计算出驱动所述负载所需要的理论驱动压力，再比较理论驱动压力和当前驱动压力的大小以判断出该当前驱动压力是否足以驱动负载指令指示的负载。
步骤S1322为：响应于所述当前驱动压力足以驱动所述负载指令指示的负载，基于所述方向指令计算出所述车轴的模拟转向角度。
可以理解，当当前驱动压力足以驱动负载指令指示的负载时，允许继续计算模拟转向角度。
步骤S1323为：响应于所述当前驱动压力不足以驱动所述负载指令指示的负载，将所述车轴的模拟转向角度设定为0。
可以理解，当当前驱动压力不足以驱动负载指令指示的负载时，不允许继续计算模拟转向角度，而对应地将该车轴的模拟转向角度设定为0，即无法转向。
进一步地，方向指令即比例伺服阀的位置信号与车轴的转向角度的变化率具有一定的对应关系，因此可基于车轴的方向指令计算出车轴的模拟转向角度。
对应地，在一实施例中，如图4所示，步骤S1322可包括步骤S410～S430。
其中，步骤S410为：将上一控制周期所述车轴的转向机构模型输出的模拟转向角度作为所述车轴的初始角度，即
步骤S420为：基于所述车轴的转向角度的变化率和控制周期的时间间隔计算出所述车轴在此次控制周期内的模拟偏转角度。
其中，为本次控制周期车轴的初始角度，ΔE为方向指令对应的转向角度的变化率，T为时间常数。
步骤S430为：将所述车轴的初始角度和模拟偏转角度之和作为所述车轴的模拟转向角度。
假设一转向机构模型的本次控制周期为该转向机构模型的第i次控制周期，则可采用下式计算出该转向机构模型在本次控制周期确定出的模拟偏转角度：
其中，Ti为转向机构模型的第i次控制周期，为第i次控制周期的转向角度的变化率，T为时间常数。
更进一步地，实际的车轴转向机构中的冲压储能单元能够提供给比例伺服阀的驱动压力随着时间不断变化，因此，车辆转向仿真方法100还可包括液压动力源模型实时计算当前驱动压力的步骤。
进一步地，在一实施例中，如图5所示，车辆转向仿真方法100还包括步骤S150～S160。
其中，步骤S150为：所述液压动力源模型实时计算出当前驱动压力。
冲压储能单元一般具有冲压指令和冲压阀控制指令，当其同时具有有效的冲压指令和冲压阀控制指令时，冲压储能单元执行冲压，即驱动压力上升，冲压速率固定，即驱动压力与时间呈线性上升关系。当冲压指令和冲压阀控制指令中的任意一者无效时，冲压储能单元不执行冲压，驱动压力呈缓慢下降即降压，降压速率与负载有关，负载越大，降压速率越快。
液压动力源模型模拟冲压储能单元的工作过程，设置驱动压力的最大压力阈值和最小压力阈值。冲压过程中，驱动压力线性上升，当驱动压力达到最大压力阈值时，冲压指令和冲压阀控制指令均变为无效(一般为状态字切换为0)，则驱动压力停止上升，驱动压力的变化趋势切换为降压；降压过程中，驱动压力缓慢下降，当驱动压力达到最小压力阈值时，驱动压力停止下降，冲压指令和冲压阀控制指令均变为有效(一般为状态字切换为1)，则驱动压力的变化趋势切换为升压。
冲压指令和冲压阀控制指令可以是液压动力源模型的驱动压力达到最小压力阈值时自动生成的，也可以是外界输入的。若外界输入冲压指令和冲压阀控制指令，则液压动力源模型的驱动压力进行冲压直到达到最大压力阈值，而无论接收到冲压指令和冲压阀控制指令时的驱动压力是否小于等于最小压力阈值。
具体地，如图6所示，步骤S150可包括步骤S151～S153。
其中，步骤S151为：基于所述负载指令确定降压速率。
车轴承受的负载的大小决定了驱动压力的降压速率，因此可基于负载指令指示的负载的大小来计算出对应的降压速率。
步骤S152为：将上一控制周期所述车轴的液压动力源模型输出的驱动压力作为本次控制周期所述车轴的初始驱动压力，即本次控制周期的该车轴的初始驱动压力D0＝DT-1。
步骤S153为：利用压力计算公式计算出本次控制周期的最终时刻的压力值以作为所述当前驱动压力，其中，D0为所述初始驱动压力，T0为本次控制周期的开始时刻，T0+T为本次控制周期的最终时刻，kt为本次控制周期内的任意时刻t的变化速率。
可以理解，基于液压动力源模型的驱动压力的变化趋势的变化规律以及冲压速率、降压速率和本次控制周期的时间间隔可确定出本次控制周期内的任意时刻的变化速率kt。
步骤S160为：响应于所述转向激活指令指示转向激活状态，所述液压动力源模型输出所述当前驱动压力至所述车轴的转向机构模型。
当转向激活指令指示转向激活状态时，说明转向机构模型被允许转向，因此，需要液压动力源模型向转向机构模型输出驱动压力。
进一步地，为模拟电子器件之间的信号传递过程，转向机构模型输出的模拟转向角度和液压动力源模型输出的当前驱动压力应转换为模拟信号或数字信号进行传递。对应地，转向机构模型输出的模拟转向角度经过角度传感器转换为模拟信号，液压动力源模型输出的当前驱动压力经过压力传感器转换为模拟信号。
则，如图7所示，每一车轴的转向执行机构被模拟为一转向机构模型、一液压动力源模型、一角度传感器以及一压力传感器。
则，每一车轴的转向机构模型和液压动力源模型接收到该车轴的转向控制指令后产生对应的模拟转向角度和当前驱动压力，并分别经过角度传感器模型和压力传感器模型转换为对应的电压信号进行输出。
其中，在角度传感器模型中，其输入的角度与其输出的电压之间具有线性对应关系。在压力传感器模型中，其输入的压力与其输出的电压之间具有线性对应关系。
尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
根据本发明的另一个方面，还提供一种车辆转向仿真装置，用于模拟车辆的转向执行机构的转向过程。
在一实施例中，如图8所示，车辆转向仿真装置800包括存储器810和处理器820。
该存储器810用于存储计算机程序。
处理器820与存储器810连接，用于执行存储器810上存储的计算机程序。在该存储器810上存储的计算机程序的配置下，该处理器820被配置成实现上述任一实施例中的车辆转向仿真方法的步骤。
根据本发明的又一个方面，还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述任一实施例中的车辆转向仿真方法的步骤。
根据本发明的再一个方面，还提供一种车辆转向仿真系统。
常规的多轴转向控制单元的调试过程可如图9所示，多轴转向控制单元接收实际车辆产生的方向盘角度信号并基于该方向盘角度信号确定出实际车辆的各个车轴的转向控制指令，实际车辆的各个车轴的转向执行机构实时执行对应的转向控制指令再将执行过程中的车轮角度和驱动压力输出至多轴转向控制单元。
显然，常规的多轴转向控制单元的调试过程需要采用实际车辆执行多轴转向控制单元的转向控制指令并输出对应的执行结果以验证多轴转向控制单元的控制方案的准确性。
在一实施例中，车辆转向仿真系统1000如图10所示，包括多轴转向控制单元1100和仿真终端1200。
其中，多轴转向控制单元1100为需要进行调试和验证控制方案的模块。
具体地，多轴转向控制单元1100用于接收用户输入的方向盘角度信号并基于方向盘角度信号确定出多轴转向控制单元1100实际应用的车辆的所有车轴的转向控制指令。假设该多轴转向控制单元1100实际应用的车辆包括N个车轴，则多轴转向控制单元1100基于用户输入的方向盘角度信号确定出该N个车轴的N组转向控制指令，即转向控制指令1～N。
仿真终端1200则可模拟实际车辆执行转向控制指令的过程并反馈对应的执行结果至多轴转向控制单元1100。
具体地，仿真终端1200与多轴转向控制单元1100连接以接收多轴转向控制单元1100产生的转向控制指令1～N。仿真终端1200具有与该多轴转向控制单元1100实际应用的车辆的N个车轴对应的模拟的车轴1～N。每一模拟的车轴具有其对应的转向机构模型和液压动力源模型。
可以理解，转向机构模型可模拟转向执行机构中的比例伺服阀和液压油缸等器件驱动该车轴的车轮转动的过程从而确定出转向执行机构的转向角度。
液压动力源模型可模拟出转向执行机构中的冲压储能单元，用于提供转向过程的驱动压力。驱动压力大小决定了转向过程的动力大小。
则，仿真终端1200被配置成：将每一车轴的转向控制指令输入至对应的转向机构模型；所述车轴的转向机构模型获取所述车轴的液压动力源模型的当前驱动压力并基于所述当前驱动压力以及所述车轴的转向控制指令确定出所述车轴的模拟转向角度；以及将每一车轴的转向机构模型确定出的模拟转向角度反馈回所述多轴转向控制单元1100以便于所述多轴转向控制单元1100确定下一控制周期的转向控制指令。
以图10所示的模拟的车轴1为例，车轴1具有对应的转向机构模型1211和液压动力源模型1212。仿真终端1200将多轴转向控制单元110确定出的车轴1的转向控制指令1输入至转向机构模型1211。转向机构模型1211接收到转向控制指令1后从对应的液压动力源模型1212获取车轴1的当前驱动压力，并以液压动力源模型1212提供的当前驱动压力为基础、以转向控制指令1为导向来模拟车轴1的转向执行机构的转向过程，最终确定出车轴1的转向角度即模拟转向角度。
进一步地，仿真终端1200再将转向机构模型1211确定出的车轴1的模拟转向角度输出至多轴转向控制单元1100以作为多轴转向控制单元110在下一控制周期内的车轴1的车轮角度，从而便于多轴转向控制单元110确定下一控制周期的转向控制指令。
可以理解，多轴转向控制单元1100输出的转向控制指令1所对应的车轴1的目标转向角度与仿真终端1200最终反馈的车轴1的模拟转向角度的差距可用于指示多轴转向控制单元1100输出的转向控制指令1的准确性，从而便于多轴转向控制单元1100的转向控制方案的优化。
进一步地，多轴转向控制单元1100与仿真终端1200之间的数据传输可采用数字接口或模拟接口来进行。
进一步地，转向控制指令可包括车轴的方向指令、转向激活指令和负载指令。
方向指令可理解为转向执行机构的比例伺服阀的阀芯位置信号，用于决定车轴的转动方向。一般地，该方向指令的状态字小于0或大于0分别对应于向左或向右两个方向中的一个和另一个。
转向激活指令可理解为比例伺服阀的激活信号，用于开启比例伺服阀，从而实现转向。一般地，当转向激活指令指示转向激活状态时，允许执行转向动作。
负载指令可理解为车轴的负重指标，或车轴转向所需克服的阻力。
对应地，仿真终端1200进一步被配置成：每一车轴的转向机构模型判断接收到的所述转向激活指令是否指示转向激活状态；以及所述转向机构模型响应于所述转向激活指令指示所述转向激活状态，基于所述当前驱动压力、所述负载指令以及所述转向角度计算出所述车轴的模拟转向角度。
一般地，数据传输格式可采用报文形式，因此可基于转向激活指令的状态字来判断是否指向转向激活状态。
具体地，仿真终端1200进一步被配置成：每一车轴的转向机构模型响应于所述转向激活指令的状态字等于所述转向激活状态对应的状态字，判断所述转向激活指令指示转向激活状态；以及所述车轴的转向机构模型响应于所述转向激活指令的状态字不等于所述转向激活状态对应的状态字，将所述车轴的模拟转向角度强制设定为0。
以图10所示的模拟的车轴1为例，当转向控制指令1中的转向激活指令的状态字等于转向激活状态对应的状态字时，比如转向激活指令的状态字等于1，转向机构模型1211判断转向激活指令指示转向激活状态，即允许继续进行模拟转向角度的计算。当转向激活指令的状态字不等于转向激活状态对应的状态字时，比如转向激活指令的状态字等于0，转向机构模型1211不允许继续进行模拟转向角度的计算，而对应地将输出的车轴1的模拟转向角度强制设定为0，即不进行转向。
可以理解，当液压动力源模型的当前驱动压力能够支撑负载指令指示的负载完成转向时，车轴可以实现转向。当液压动力源模型的当前驱动压力无法支撑负载指令指示的负载完成转向时，车轴无法实现转向。因此，需要对当前驱动压力和负载进行比较。
进一步地，仿真终端1200进一步被配置成：所述车轴的转向机构模型判断所述车轴的液压驱动模型的当前驱动压力是否足以驱动所述负载指令指示的负载；响应于所述当前驱动压力足以驱动所述负载指令指示的负载，所述车轴的转向机构模型基于所述方向指令计算出所述车轴的模拟转向角度；以及响应于所述当前驱动压力不足以驱动所述负载指令指示的负载，所述车轴的转向机构模型将所述车轴的模拟转向角度设定为0。
可以理解，转向机构模型在判断当前驱动压力是否足以驱动负载时，可基于当前驱动压力计算出该当前驱动压力足以驱动的理论负载重量，再比较理论负载重量与负载指令指示的负载重量的大小以判断出该当前驱动压力是否足以驱动负载指令指示的负载；或者，可基于负载指令指示的负载计算出驱动所述负载所需要的理论驱动压力，再比较理论驱动压力和当前驱动压力的大小以判断出该当前驱动压力是否足以驱动负载指令指示的负载。
以图10所示的模拟的车轴1为例，当液压动力源模型1212输出的当前驱动压力足以驱动负载指令指示的负载时，转向机构模型1211允许继续计算模拟转向角度。当当前驱动压力不足以驱动负载指令指示的负载时，转向机构模型1211不允许继续计算模拟转向角度，而对应地将输出的车轴1的模拟转向角度设定为0，即无法转向。
进一步地，为实现转向机构模型的模拟转向角度的计算，仿真终端1200进一步被配置成：所述车轴的转向机构模型将上一控制周期确定的模拟转向角度作为初始角度；所述车轴的转向机构模型基于所述车轴的转向角度的变化率和本次控制周期的时间间隔计算出所述车轴在本次控制周期内的模拟偏转角度；以及所述车轴的转向机构模型将所述车轴的初始角度和模拟偏转角度之和作为所述车轴的模拟转向角度。其中，每一转向控制指令中的方向指令包括对应的车轴的转向角度的变化率。
以图10所示的模拟的车轴1为例，假设车轴1的转向机构模型1211的本次控制周期为该转向机构模型1211的第i次控制周期，则可采用下式计算出该转向机构模型在本次控制周期确定出的模拟偏转角度：
其中，Ti为转向机构模型的第i次控制周期，为第i次控制周期的转向角度的变化率，T为时间常数。
更进一步地，实际的车轴转向机构中的冲压储能单元能够提供给比例伺服阀的驱动压力随着时间不断变化，因此，仿真终端1200还可被配置成：将每一车轴的转向控制指令输入至对应于所述车轴的液压动力源模型；所述液压动力源模型实时计算出所述当前驱动压力；以及响应于所述转向激活指令指示转向激活状态，所述液压动力源模型输出所述当前驱动压力至所述车轴的转向机构模型。
当转向激活指令指示转向激活状态时，说明转向机构模型被允许转向，因此，需要液压动力源模型向转向机构模型输出驱动压力。
冲压储能单元一般具有冲压指令和冲压阀控制指令，当其同时具有有效的冲压指令和冲压阀控制指令时，冲压储能单元执行冲压，驱动压力上升，冲压速率为一常量，即驱动压力与时间呈线性上升关系。当冲压指令和冲压阀控制指令中的任意一者无效时，冲压储能单元不执行冲压，驱动压力呈缓慢下降即降压，降压速率与负载有关，负载越大，降压速率越快。
液压动力源模型模拟实际车辆中的转向执行机构的冲压储能单元的工作过程，设置驱动压力的最大压力阈值和最小压力阈值。冲压过程中，驱动压力线性上升，当驱动压力达到最大压力阈值时，冲压指令和冲压阀控制指令均变为无效(一般为状态字切换为0)，则驱动压力停止上升，驱动压力的变化趋势切换为降压；降压过程中，驱动压力缓慢下降，当驱动压力达到最小压力阈值时，驱动压力停止下降，冲压指令和冲压阀控制指令均变为有效(一般为状态字切换为1)，则驱动压力的变化趋势切换为升压。
冲压指令和冲压阀控制指令可以是液压动力源模型的驱动压力达到最小压力阈值时自动生成的，也可以是外界输入的。若外界输入冲压指令和冲压阀控制指令，则液压动力源模型的驱动压力进行冲压直到达到最大压力阈值，而无论接收到冲压指令和冲压阀控制指令时的驱动压力是否小于等于最小压力阈值。
因此，基于液压动力源模型的驱动压力的变化趋势的变化规律以及冲压速率、降压速率和本次控制周期的时间间隔可确定出本次控制周期内的任意时刻的变化速率kt。
则进一步地，仿真终端1200进一步被配置成：所述液压动力源模型基于所述负载指令确定降压速率；所述液压动力源模型将上一控制周期确定的驱动压力作为本次控制周期所述车轴的初始驱动压力；以及所述液压动力源模型利用压力计算公式计算出本次控制周期的最终时刻的压力值以作为所述当前驱动压力，其中，D0为所述初始驱动压力，T0为本次控制周期的开始时刻，T0+T为本次控制周期的最终时刻，kt为本次控制周期内的任意时刻t的变化速率。
更进一步地，多轴转向控制单元1100与仿真终端1200之间的数据传输需要采用电压信号来进行。如图11所示，每一模拟的车轴还配置有对应的角度传感器和压力传感器。
则，仿真终端1200还可被配置成：每一车轴的转向机构模型将确定出的模拟转向角度输入至所述车轴对应的角度传感器模型以通过所述角度传感器模型将所述模拟转向角度对应的电压信号反馈回所述多轴转向控制单元。
其中，角度传感器模型的输入和输出呈线性对应关系，即输入的模拟转向角度与输出的电压信号呈线性对应关系。
以图11所示的车轴1为例，转向机构模型1211将确定出的模拟转向角度输入至对应的角度传感器模型1213，角度传感器模型1213将模拟转向角度转换为对应的电压信号，仿真终端1200再将模拟转向角度对应的电压信号反馈回多轴转向控制单元1100。
对应地，仿真终端1200还可被配置成：每一车轴的液压动力源模型将确定出的当前驱动压力输入至所述车轴对应的压力传感器模型以通过所述压力传感器模型将所述当前驱动压力对应的电压信号输出至所述多轴转向控制单元。
其中，压力传感器模型的输入和输出呈线性对应关系，即输入的当前驱动压力与输出的电压信号呈线性对应关系。
以图11所示的车轴1为例，液压动力源模型1212将确定出的当前驱动压力输入至对应的压力传感器模型1214，压力传感器模型1214将当前驱动压力转换为对应的电压信号，仿真终端1200再将当前驱动压力对应的电压信号反馈回多轴转向控制单元1100。
虽然本发明基于实际车辆的转向执行机构的器件结构将仿真终端1200划分成了多组转向机构模型、液压动力源模型、角度传感器模型和压力传感器模型，然而本领域的技术人员可以理解，在实际的实现过程中，仿真终端1200内可安装有MATLAB/Simulink等仿真软件以进行对应的模型的搭建，也可以将转向机构模型、液压动力源模型、角度传感器模型和压力传感器模型的实际模拟原理转换为对应的计算机程序来执行，而无需搭建实际的模型。
在另一实施例中，如图12所示，车辆转向仿真系统还可包括数据监测单元1300。
该数据监测单元1300分别与多轴转向控制单元1100和仿真终端1200连接，用于接收多轴转向控制单元1100和仿真终端1200的输入数据、输出数据和/或各种中间数据。输入数据包括方向盘转向角度和负载等用户输入的数据；输出数据包括多轴转向控制单元1100输出的转向控制指令和仿真终端1200输出的模拟转向角度和当前驱动压力等数据；中间数据可包括仿真终端1200在模拟实际车辆转向过程中所产生的不作为输出数据的中间数据。
较优地，该数据监测单元1300还可包括输入功能，用户可从数据监测单元1300输入方向盘转向角度和负载等等指令以启动对应于该方向盘转向角度和负载的转向控制过程。
则数据监测单元1300可完成仿真终端1200的模拟实验管理。
可以理解，多轴转向控制单元1100和仿真终端1200之间可通过模拟输入输出接口以及数字输入输出接口进行数据的传输。数据监测单元1300可以是远程或现场的监测模块，因此数据监测单元1300可通过CAN接口或以太网接口与多轴转向控制单元1100或仿真终端1200进行通信连接。
上述任一实施例中的车辆转向仿真系统通过仿真终端模拟受控对象的实际工况，减少了实车路试的次数，大大缩短了多轴转向控制单元的开发时间及成本，并提高了多轴转向控制方案的质量，降低了系统风险，保证了系统的可靠性。
本领域技术人员将可理解，信息、信号和数据可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如，以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。
本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。
结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。
提供之前的描述是为了使本领域中的任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。但是应该理解，本发明的保护范围应当以所附权利要求书为准，而不应被限定于以上所解说实施例的具体结构和组件。本领域技术人员在本发明的精神和范围内，可以对各实施例进行各种变动和修改，这些变动和修改也落在本发明的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种车辆转向仿真方法，用于模拟车辆的转向执行机构的转向过程，所述车辆包括若干个车轴，所述车辆转向仿真方法包括：
接收每一车轴的转向控制指令，其中，每一车轴的转向控制指令包括所述车轴的方向指令、转向激活指令和负载指令；
将每一车轴的转向控制指令输入至所述车轴对应的转向机构模型；
判断所述转向激活指令是否指示转向激活状态；
基于所述负载指令确定降压速率；
将上一控制周期所述车轴的液压动力源模型输出的驱动压力作为本次控制周期所述车轴的初始驱动压力；
利用压力计算公式计算出本次控制周期的最终时刻的压力值以作为当前驱动压力，其中，D0为所述初始驱动压力，T0为本次控制周期的开始时刻，T0+T为本次控制周期的最终时刻，kt为本次控制周期内的任意时刻t的变化速率；
响应于所述转向激活指令指示转向激活状态，所述液压动力源模型输出所述当前驱动压力至所述车轴的转向机构模型，并基于所述当前驱动压力、所述负载指令以及所述方向指令计算出所述车轴的模拟转向角度，其中，所述模拟转向角度指示所述车辆执行所述转向控制指令后所述车轴的转向角度；以及
输出所述车辆的所有车轴的模拟转向角度。
2.如权利要求1所述的车辆转向仿真方法，其特征在于，所述判断所述转向激活指令是否指示转向激活状态包括：
响应于所述转向激活指令的状态字等于所述转向激活状态对应的状态字，判断所述转向激活指令指示转向激活状态；以及
响应于所述转向激活指令的状态字不等于所述转向激活状态对应的状态字，将所述车轴的模拟转向角度强制设定为0。
3.如权利要求1所述的车辆转向仿真方法，其特征在于，所述基于所述当前驱动压力、所述负载指令以及所述角度指令计算出所述车轴的模拟转向角度包括：
判断所述车轴的液压驱动模型的当前驱动压力是否足以驱动所述负载指令指示的负载；
响应于所述当前驱动压力足以驱动所述负载指令指示的负载，基于所述方向指令计算出所述车轴的模拟转向角度；以及
响应于所述当前驱动压力不足以驱动所述负载指令指示的负载，将所述车轴的模拟转向角度设定为0。
4.如权利要求3所述的车辆转向仿真方法，其特征在于，所述方向指令与所述车轴的转向角度的变化率有关，所述基于所述方向指令计算出所述车轴的所述模拟转向角度包括：
将上一控制周期所述车轴的转向机构模型输出的模拟转向角度作为所述车轴的初始角度；
基于所述方向指令对应的转向角度的变化率和控制周期的时间间隔计算出所述车轴在此次控制周期内的模拟偏转角度；以及
将所述车轴的初始角度和模拟偏转角度之和作为所述车轴的模拟转向角度。
5.如权利要求1所述的车辆转向仿真方法，其特征在于，所述液压动力源模型的驱动压力的变化趋势包括冲压和降压，冲压和降压的变化速率分别为冲压速率和降压速率，所述冲压速率为一常量，所述降压速率与所述负载指令有关，所述液压动力源模型的驱动压力在冲压情况下冲压至最大压力阈值切换成降压，所述液压动力源模型的驱动压力在降压情况下降压至最小压力阈值切换成冲压。
6.如权利要求1所述的车辆转向仿真方法，其特征在于，还包括：
将每一车轴的模拟转向角度输入所述车轴对应的角度传感器模型以得到对应于所述模拟转向角度的电压信号；以及
所述输出所述模拟转向角度包括：
输出每一车轴的所述模拟转向角度对应的所述电压信号。
7.如权利要求1所述的车辆转向仿真方法，其特征在于，还包括：
将所述液压动力源模型的当前驱动压力输入至压力传感器模型以得到对应于所述当前驱动压力的电压信号；以及
输出所述当前驱动压力对应的电压信号。
8.一种车辆转向仿真系统，用于模拟车辆的转向过程，所述车辆包括若干个车轴，所述车辆转向仿真系统包括：
多轴转向控制单元，用于接收用户输入的方向盘角度信号并基于所述方向盘角度信号确定所述车辆的所有车轴的转向控制指令，其中，每一车轴的转向控制指令包括所述车轴的方向指令、转向激活指令和负载指令；以及
仿真终端，与所述多轴转向控制单元连接以接收所述多轴转向控制单元确定的所述车辆的所有车轴的转向控制指令并模拟所述车辆执行所述转向控制指令的过程，所述仿真终端被配置成：
将每一车轴的转向控制指令输入至所述车轴对应的转向机构模型；
每一车轴的转向机构模型判断接收到的所述转向激活指令是否指示转向激活状态；以及
将每一车轴的转向控制指令输入至对应于所述车轴的液压动力源模型；
所述液压动力源模型基于所述负载指令确定降压速率；
所述液压动力源模型将上一控制周期确定的驱动压力作为本次控制周期所述车轴的初始驱动压力；
所述液压动力源模型利用压力计算公式计算出本次控制周期的最终时刻的压力值以作为当前驱动压力，其中，D0为所述初始驱动压力，T0为本次控制周期的开始时刻，T0+T为本次控制周期的最终时刻，kt为本次控制周期内的任意时刻t的变化速率；
所述转向机构模型响应于所述转向激活指令指示转向激活状态，所述液压动力源模型输出所述当前驱动压力至所述车轴的转向机构模型，并基于所述当前驱动压力、所述负载指令以及所述转向角度计算出所述车轴的模拟转向角度，其中，所述模拟转向角度指示所述车辆执行所述转向控制指令后所述车轴的转向角度；以及
将每一车轴的转向机构模型确定出的模拟转向角度反馈回所述多轴转向控制单元以便于所述多轴转向控制单元确定下一控制周期的转向控制指令。
9.如权利要求8所述的车辆转向仿真系统，其特征在于，所述仿真终端进一步被配置成：
所述车轴的转向机构模型响应于所述转向激活指令的状态字等于所述转向激活状态对应的状态字，判断所述转向激活指令指示转向激活状态；以及
所述车轴的转向机构模型响应于所述转向激活指令的状态字不等于所述转向激活状态对应的状态字，将所述车轴的模拟转向角度强制设定为0。
10.如权利要求9所述的车辆转向仿真系统，其特征在于，所述仿真终端进一步被配置成：
所述车轴的转向机构模型判断所述车轴的液压驱动模型的当前驱动压力是否足以驱动所述负载指令指示的负载；
响应于所述当前驱动压力足以驱动所述负载指令指示的负载，所述车轴的转向机构模型基于所述方向指令计算出所述车轴的模拟转向角度；以及
响应于所述当前驱动压力不足以驱动所述负载指令指示的负载，所述车轴的转向机构模型将所述车轴的模拟转向角度设定为0。
11.如权利要求10所述的车辆转向仿真系统，其特征在于，所述方向指令包括所述车轴的转向角度的变化率，所述仿真终端进一步被配置成：
所述车轴的转向机构模型将上一控制周期确定的模拟转向角度作为初始角度；
所述车轴的转向机构模型基于所述车轴的转向角度的变化率和本次控制周期的时间间隔计算出所述车轴在本次控制周期内的模拟偏转角度；以及
所述车轴的转向机构模型将所述车轴的初始角度和模拟偏转角度之和作为所述车轴的模拟转向角度。
12.如权利要求8所述的车辆转向仿真系统，其特征在于，所述液压动力源模型的驱动压力的变化趋势包括冲压和降压，冲压和降压的变化速率分别为冲压速率和降压速率，所述冲压速率为一常量，所述降压速率与所述负载指令有关，所述液压动力源模型的驱动压力在冲压情况下冲压至最大压力阈值切换成降压，所述液压动力源模型的驱动压力在降压情况下降压至最小压力阈值切换成冲压。
13.如权利要求8所述的车辆转向仿真系统，其特征在于，所述仿真终端还被配置成：
每一车轴的转向机构模型将确定出的模拟转向角度输入至所述车轴对应的角度传感器模型以通过所述角度传感器模型将所述模拟转向角度对应的电压信号反馈回所述多轴转向控制单元。
14.如权利要求8所述的车辆转向仿真系统，其特征在于，所述仿真终端还被配置成：
每一车轴的液压动力源模型将确定出的当前驱动压力输入至所述车轴对应的压力传感器模型以通过所述压力传感器模型将所述当前驱动压力对应的电压信号输出至所述多轴转向控制单元。
15.如权利要求8～14中任一项所述的车辆转向仿真系统，其特征在于，还包括：
数据监测单元，分别与所述多轴转向控制单元和所述仿真终端连接以监测所述多轴转向控制单元和所述仿真终端的输入数据、输出数据和/或中间数据以及向所述多轴转向控制单元输入所述方向盘角度信号。
16.一种车辆转向仿真装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器被用于执行存储在所述存储器上的计算机程序时实现如权利要求1～7中任一项所述的车辆转向仿真方法的步骤。
17.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1～7中任一项所述的车辆转向仿真方法的步骤。
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