车辆的主动安全系统能够有效地维持车辆的稳定性,防止车辆发生侧滑、侧翻、碰撞等危险,对保护驾驶员及乘客的生命安全发挥着重大作用。在辅助驾驶技术和自动驾驶技术的发展中,车辆的稳定性是其中重要的一环。车辆行驶过程中,整车实际质量与转动惯量是不能精确获取的,这就导致了系统不确定性的存在,车辆稳定性控制器的设计过程中考虑参数的不确定性是十分必要的。本文采用分层控制的结构,上层控制器用于求取维持车辆稳定运行的合力(矩)的期望值,下层控制器将此期望值等效且优化地分配到各个车轮上。本文主要研究内容为考虑不确定性的车辆稳定性控制,包括以下几个部分:首先,建立七自由度车辆系统模型,应用直接反馈线性化方法将车辆模型进行线性化,然后对质量不确定性和转动惯量不确定性进行解析及描述,从而将考虑参数不确定性的非线性车辆系统表示为线性不确定系统。其次,进行鲁棒非脆弱保性能控制器的设计。模型线性化过程中存在未对消动态,这就导致控制器增益存在一定摄动,考虑参数不确定性及控制器参数摄动进行鲁棒非脆弱保性能控制器的设计。选取线性二自由度模型为参考模型,七自由度车辆模型与参考模型的纵向速度、侧向速度及横摆角速度三者的偏差作为状态变量。应用李雅普诺夫稳定性定理求解出控制器增益矩阵所要满足的线性矩阵不等式条件。然后求解出维持车辆稳定的合力(矩)。上层稳定控制器求解的合力(矩)要真正的实现对车辆的稳定性控制需要通过下层分配控制器分配到各个车轮上。选取优化的性能指标为二次型函数,以各个轮胎上的力满足上层控制器求取的合力(矩)期望值为等式约束,以附着力的摩擦椭圆约束与执行器自身的物理约束作为不等式约束,进行二次规划。将上层求取的合力(矩)的期望值优化地分配到各个轮胎纵向力上。然后根据轮胎运动学模型进行力与力矩的转换,得到执行器可执行的力矩指令。最后,通过Matlab/Simulink与AMESim联合仿真验证整体控制方案的可行性与有效性同时对不同的整车质量及转动惯量的控制效果进行验证,说明此控制方案对于不同的整车质量及转动惯量具有鲁棒性。