四轮转向技术是一个直接、快速、高效的提高汽车操纵稳定性的汽车主动安全技术。随着线控技术在汽车领域的应用与发展,四轮转向技术已经从传统的主动后轮转向发展为线控主动四轮转向,实现了对汽车前、后轮转向的全主动控制,优化了汽车的侧向动力学响应特性。本文从线控主动四轮转向技术工程实现的角度以及影响汽车操纵稳定性等不确定性因素的角度出发,进行了线控主动四轮转向控制策略的研究。首先建立汽车纵向、横向、横摆、侧倾以及四个车轮转动的非线性八自由度线控主动四轮转向汽车动力学模型,并通过Dugoff轮胎模型分析汽车轮胎的受力情况。在Matlab/Simulink中搭建非线性八自由度线控主动四轮转向的仿真平台。最后在AMEsim中构建线控主动四轮转向十六自由度整车模型,仿真实验验证了非线性八自由度模型的精确性。为了提高线控主动四轮转向汽车的操纵稳定性,以跟踪参考模型输出为控制目标,将非线性三步法控制策略应用于线性主动四轮转向系统中,设计了一种基于三步法的控制器。该控制器主要由类稳态控制、考虑参考变化的前馈控制和状态相关的误差反馈控制三部分构成。三步法控制器能够实现对线控主动四轮转向汽车的前、后轮转角的控制,保证实际的质心侧偏角和横摆角速度对理想的质心侧偏角和横摆角速度的状态跟踪。采用非线性八自由度汽车模型对控制器的有效性进行验证。仿真结果表明,所设计的控制器能够跟踪理想模型的输出,提高线控主动四轮转向汽车的操纵稳定性。针对影响汽车操纵稳定性和主动安全性的不确定性因素,建立了考虑轮胎侧偏刚度摄动和侧向风干扰的线控主动四轮转向系统模型,并根据该模型设计了一种全滑模控制器来抑制和消除上述不确定性的影响,同时分析和验证了闭环系统的鲁棒性。仿真结果表明,全滑模控制的线控主动四轮转向汽车能够实现对理想参考模型的精确跟踪,具有很强的鲁棒性,能有效地克服了轮胎非线性变化、侧向风突施以及道路附着条件恶化对汽车侧向动态特性的影响,且控制效果要优于LRQ控制的线控主动四轮转向汽车。建立了预瞄最优曲率模糊PID驾驶员模型,实现对线控主动四轮转向汽车的熟练驾驶和操纵。构建人-车-路闭环系统,评估三步法控制器和全滑模控制器提高汽车的操纵稳定性和主动安全性的能力。闭环仿真结果表明,本文设计的两种控制器能有效提高线控主动四轮转向汽车的操作稳定性。