在工业智能化与产业化高度结合的时代,非公路车辆逐步以改善驾驶员工作舒适度及提高工作效率为发展目标,相应的对其转向系统性能提出了更高的要求。驾驶员在长期和高密度的转向操作过程中,直接操控转向控制机构——方向盘,其控制性能直接影响整车工作效率、转向的安全性和驾驶员的舒适性。因此,如何对转向系统的控制系统进行合理构建和改进是提高车辆转向操纵性能的关键技术途径。本研究依托国家重点研发计划项目,在传统负载敏感型流量放大转向系统的基础上,设计出符合该系统结构的方向盘-操纵杆双模式操纵的全液压动力转向系统,通过液控先导阀与全液压转向器并联的先导回路结构,实现铰接式车辆方向盘和操纵杆双控制模式并行的转向系统功能。通过仿真与试验分析,该系统与传统方向盘控制系统相比,能够更好的实现铰接式非公路车辆的转向操纵,具有更加稳定的操纵性能,为非公路车辆操纵杆控制转向系统的发展奠定了研究基础。本文的主要研究工作如下:（1）提出了方向盘与操纵杆并存的双模式操纵全液压动力转向系统。根据负载敏感型流量放大转向系统的结构特点,提出具有双模式操纵的全液压动力转向系统,建立了各模块的非线性数学模型,推导了比例放大器-电磁比例方向阀-流量放大阀-转向油缸间的传递函数,为后续转向系统控制策略的提出及性能仿真奠定理论基础。对所提出转向系统的工作原理及模式切换控制策略开展研究,所提出双模式操纵的全液压动力转向系统可实现:（1）操纵杆转向换挡集成控制;（2）转向容错控制;（3）方向盘优先控制转向系统;（4）操纵杆控制系统与车速相关的变转向灵敏度控制。（2）提出了先导回路液压阻尼匹配策略并对等效阻尼进行了多目标优化设计。建立了转向等效负载下的双模式操纵液压转向系统仿真模型,基于液阻理论提出操纵杆控制转向系统先导回路等效液压阻尼匹配策略,基于遗传算法对最大转向负载工况下的等效阻尼孔径进行多目标优化设计。优化后的操纵杆控制转向系统的液控先导阀的有效行程从5.23mm增至8.46mm,增幅达到61.75%,操纵杆可以在更大的摆动范围内实现对转向系统的控制。根据所提出转向系统的工作及控制原理,进行双模式操纵转向系统试验台架的总体设计及转向性能测试,初步证明了所提出的转向系统模式的可行性和控制策略的有效性。根据实验结果分析,在操纵杆控制系统先导回路增加阻尼结构,使操纵杆的有效控制角度范围从6°～12°变化为9°～20°,操纵杆摆角有效控制范围扩大83%,有效缓解了操纵系统的过灵敏现象。（3）提出了操纵杆控制系统与车速相关的变转向灵敏度滑模控制策略。分析铰接式车辆转向过程中车体的运动状态,明确液压系统与车辆各系统、各向动力学之间的耦合机制,基于最小能量原理、牛顿第二定律和达朗贝尔原理,建立了车辆多体动力学模型,并搭建了整车机-电-液动力学仿真模型,验证车辆转向系统运动学和动力学机理,对轮胎力的载荷特性进行了分析。构建了操纵杆控制转向系统状态空间模型,针对转向油缸运动速度跟踪控制要求,提出了液压系统自适应反馈线性化滑模控制策略;以前、后车体的横摆角速度增益作为控制策略设计的依据,提出与车速相关的变转向灵敏度super twisting滑模控制策略,并对所提出的控制策略进行仿真分析,与常规的滑模控制算法相比,极大地提高跟踪精度和运行的平稳性。（4）以自主研制的5吨铰接式装载机为载体,验证双模式操纵转向系统的性能。对双模式操纵的转向系统控制策略、方向盘控制优先级及双模式转向功能、转向控制模式切换及人机工效等进行试验测试。通过两种操纵模式下的系统压力对比分析可知,操纵杆控制转向系统具有良好的转向稳定性;前、后车架的横摆角速度变化趋势与操纵杆摆动角度基本呈线性关系,角速度变化增益随车速的增加而增大,所提出的转向控制策略具有很好的操纵特性;两种操纵模式可在1.3s内完成稳定切换,提升了整车的驾驶安全性;基于RULA评估方法对试验数据进行分析及计算可知,操纵杆控制转向系统可显著降低驾驶员上肢肌肉损伤风险,提升其坐姿舒适性。本文所提出的具有双模式操纵的全液压动力转向系统及控制策略,有助于提升铰接式非公路车辆转向系统的操作便利性和驾驶舒适性,对非公路车辆转向系统的研究具有重要的指导意义,对操纵杆转向系统技术的应用与产业化推广具有实际意义。