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随着汽车产业和社会的不断发展,汽车的保有量不断提升,车辆在提高人们出行品质和运输效率的同时也增加了很多交通安全隐患。为了提高车辆安全性能,近几十年出现了很多车辆主动安全技术,如ABS,ESC等。四轮转向(Four Wheel Steering,4WS)作为车辆主动底盘技术之一,可以直接有效地提升车辆高速转向时的稳定性,是一直以来的研究热点。近几年线控技术在汽车领域得到应用与发展,四轮转向的形式由传统主动后轮转向发展为线控主动四轮转向,并可以实现多目标控制。本文以线控主动四轮转向智能车为研究对象,以实现车辆高速转向时路径跟踪性能与稳定性的协同控制为研究目标,对主动四轮转向控制策略进行了研究。针对以上研究对象和目标,首先建立车辆模型与状态观测器作为控制策略设计和验证的基础。为了便于控制策略的设计,根据车辆动力学方程建立了包括横摆和侧向在内的四轮转向车辆二自由度模型。在控制策略验证阶段,需要更贴近真实车辆的高自由度模型,本文采用Carsim软件中的整车模型去进行验证,同时基于魔术公式建立轮胎模型计算轮胎力为观测器设计提供基础。考虑实际中车辆的质心侧偏角难以用传感器测量,基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)建立了质心侧偏角观测器并验证观测精度。其次,在控制策略设计阶段,对路径跟踪与车辆稳定性协同控制策略进行研究。在路径跟踪控制方面,基于多点预瞄驾驶员模型与线性二次型最优控制理论设计了车辆横向路径跟踪控制策略;在车辆稳定性控制方面,首先基于最优控制的方法设计了前后轮主动转向控制策略,主动前轮转向(Active Front Steering,AFS)控制目标为减小路径跟踪误差,主动后轮转向(Active Rear Steering,ARS)的控制目标为提高车辆稳定性;考虑到前后轮主动转向时两者之间存在交互和耦合关系,基于Nash均衡动态博弈理论分别对开环Nash均衡控制策略与闭环Nash均衡控制策略进行推导,提出了基于动态博弈理论的前后轮协同控制策略。最后对以上控制策略进行仿真验证和对比分析,基于所搭建的硬件在环试验台对所设计的路径跟踪与稳定性协同控制策略进行验证,仿真及硬件在环试验结果表明,与传统的比例转向控制和基于最优控制的转向控制相比,所提出基于Nash均衡的前后轮协同控制策略可以在保证车辆稳定性的前提下有效的提升路径跟踪性能。