电子稳定性控制系统(Electronic Stability Control System,ESC)是目前主动安全领域的最高形式,它通过对汽车横摆力矩的有效控制保持车辆在极限工况下的行驶稳定性。目前,国外对于ESC产品的开发已经商业化,国内对于该技术的研究仍不成熟。因此,开展ESC关键技术研究对于突破国外ESC技术封锁,提高国内汽车行业自主研发能力具有重要意义。本课题以某汽车企业ESC测试控制项目为基础,搭建ESC硬件在环仿真测试系统,建立ESC控制系统模型,并进行控制系统性能分析,从而为ESC产品的开发提供理论依据和技术支撑。本文主要进行了以下研究:首先,在研究ESC控制系统组成及工作原理和当前主流控制策略的基础上,应用模块化编程的分层设计思想,确定了以状态参数估计层,运动控制层和执行控制层为主体的ESC分层控制策略整体方案,为后续研究工作的开展提供了依据。其次,针对ESC分层控制策略中关键状态参数估算的需要,以准确性和实时性为目标,基于非线性三自由度车辆动力学模型,提出能同时满足准确性和实时性要求的ESC纵向车速和质心侧偏角非线性估算方法。应用设计的状态参数估算方法结合CarSim进行仿真试验研究,结果表明所设计的状态参数估计方法精度高、运行可靠。再次,针对ESC控制策略开发过程中非线性、时变系统特点,运用模糊控制理论,通过模糊控制模型确定附加横摆力矩的大小。对于理想横摆角速度和质心侧偏角,主要通过二自由度车辆动力学模型进行确定。在主动制动控制方面,选择单侧制动方案,并运用MATLAB/Stateflow实现其逻辑控制。在主动控制分配方面,通过CarSim软件中的效能因子将获取的制动力矩转化为四个轮缸制动压强,从而完成ESC运动控制层和执行控制层设计。结合状态参数估计层和CarSim整车模型,开展ESC分层控制策略仿真试验,仿真结果表明,通过ESC分层控制策略对车辆施加控制能够有效改善在高速行驶过程中汽车在低附着路面上的操纵稳定性。最后,针对企业的实际需求,提出了开发ESC硬件在环仿真测试平台的总体搭建方案和布局。基于LabVIEW实时仿真系统,搭建了ESC硬件在环仿真测试平台。通过对仿真系统和硬件信号进行验证,确认了测试平台有效性,结合ESC分层控制策略,再次证明测试平台的正确性。