该论文来源于东南大学机械工程系陈南教授第三期福特——中国研究与发展基金"基于μ综合鲁棒控制的四轮转向汽车的瞬态操纵稳定性".论文研究的内容属于目前国际上"四轮转向控制"研究领域中的前沿课题,四轮转向(4WS)技术能有效地提高汽车低速时的机动性和高速时的操纵稳定性,该文在广泛细致地查阅、研究4WS技术的发展状况和国内外研究成果的基础上,通过分析4WS汽车的数学模型,全面阐述了四轮转向系统的工作原理、控制方法及其对汽车操纵稳定性的影响.围绕四轮转向汽车随动操纵最优控制器进行了一系列的研究.该课题的内容主要是进行四轮转向汽车的控制器系统设计;考虑在实际中车辆质心侧偏角β等量测量比较困难,设计出降阶状态观测器进行控制仿真,得到比较好的控制效果.具体内容如下:1.建立两自由度(2DOF)2WS和4WS车辆动力学模型,进行动特性分析;利用仿真软件MATLAB/SIMULINK进行建模仿真,质心侧偏角β在实际中很难直接测量,所以设计基于最小阶状态观测器的2DOF2WS和4WS车辆最优操纵控制器,选择了低速V=10m/s和高速V=40m/s两种工况下进行仿真,从仿真结果比较来看4WS车辆有更好的操纵稳定性;2.建立七自由度4WS汽车的动力学模型,进行动特性分析;设计7DOF4WS车辆最优操纵控制器,因为在此实际车辆中不易直接测量的量较多.所以通过对整个状态空间进行重构分析,考虑质心侧偏角β测量是最困难的,设计了最小阶状态观测器,进行仿真研究,得到很好的控制效果;3.在7DOF4WS车辆中,侧倾角φ也是很难直接得到的量,现估计β、φ;在系统可控可观的条件下,设计了降阶状态观测器.通过分析车辆具有独特良好的机动性能.同时还设计了估计三个量(β、φ、般向角 )的降阶状态观测器,但重构系统不可测,所以不能设计此系统的降阶状态观测器.