随着国内经济的发展、人民生活水平的提高,以及相关法规的完善,拖挂式房车在中国体现出巨大的市场潜力。制动性能作为影响车辆行驶安全的关键因素之一,一直是人们关注的重点。由于拖挂式房车对牵引车-房车之间的便捷连接/分离需求,配备的可灵活拆卸连接球头机构,在保障可灵活拆装的同时,相较于常规半挂车更容易发生制动失稳,极限工况下甚至会发生折叠、甩尾等危险事故。因此,开展对拖挂式房车制动稳定性的研究对保障安全性具有重大意义。本文通过拖挂式房车运动学和动力学理论分析,借助卡尔曼滤波、滑模控制等方法,从制动模型建立、状态估计、同步制动控制、差动制动控制、试验平台搭建以及控制器开发等关键问题进行了探讨。论文主要研究如下:(1)建立轮胎模型、悬架模型、含机电耦合特性的电磁制动器模型以及含柔性连接特性的挂钩模型,在此基础上,对拖挂式房车的运动学和动力学进行分析,建立19自由度拖挂式房车转向制动数学模型,使用车辆动力学仿真软件TruckSim验证仿真模型的准确性。(2)为改善拖挂式房车直线制动稳定性,在拖挂式房车同步制动模型基础上,基于卡尔曼滤波算法,设计拖挂式房车纵向挂钩力估计器。引入终端滑模变结构控制算法,建立纵向挂钩力估计值与期望值间的误差动力学方程,实现牵引车与房车同步协调制动。(3)在直线同步制动基础上,为保证车辆的转向制动稳定性及良好的行驶路径,进一步提出以房车横摆角速度和铰接角为控制目标的差动制动控制方法。建立拖挂式房车稳态行驶模型,根据模型输出的期望铰接角与横摆角速度,引入多目标PID加权控制算法和多目标PID协调控制算法,应用差值制动控制横摆力矩的控制原理,实现牵引车与房车转向制动时具有良好的横摆稳定性及行驶路径。(4)通过TruckSim与MATLAB/Simulink联合仿真模型,验证拖挂式房车直线同步制动控制策略以及转向差动制动控制策略的有效性;搭建拖挂式房车实车试验平台,开发拖挂式房车同步制动控制器,对拖挂式房车进行不同转向工况下的阶跃制动实车试验,验证拖挂式房车制动模型及状态估计的准确性以及同步制动控制策略的有效性。