多轴轮式车辆由于其具备优越的动力性能和载重能力,成为军事重工和国民经济建设领域必不可少的重要大型工程装备,随着我国国力的快速发展需求日益增多。而转向系统是多轴轮式车辆的核心部件,是决定车辆行驶稳定性、越野性和安全性的关键一环。考虑到多轴轮式车辆的工作环境较为复杂且载重较大,对其转向要求更为严格,传统的转向机构为单自由度梯形结构,无法实现全轮纯滚动转向和多模式切换,使得轮胎在大角度转向时出现磨损严重问题。因此本文研究一种通过控制横拉杆长度以实现纯滚动转向和多模式切换功能的二自由度电液伺服转向系统,并对其加以分析与控制。首先,作为特性分析和控制研究的理论基础,对二自由度转向系统的机械结构部分和伺服阀控双侧转向助力缸和横向拉杆缸的数学模型进行推导,并搭建Matlab/Simulink模型,对数学模型特性和参数影响进行仿真分析。其次,为深入研究二自由度转向系统特性,基于二自由度动力学模型,进行模型线性化处理,建立了二输入二输出传递函数矩阵线性频域模型,并对比非线性动力学模型验证了其准确性;同时基于频域模型对系统的特性进行了分析,获取其动静态特性。然后,由于二输入二输出转向系统模型存在耦合关系,使得系统控制难度加大,基于所建立的频域模型,分析模型两个伺服阀阀芯位移输入与左右轮转角输出间耦合项影响与系统整体耦合度。进一步设计求解二自由度转向系统对角阵解耦器以消除系统耦合特性,并通过Simulink仿真模型对比验证解耦前后的控制效果。最后,基于d SPACE实时仿真平台,搭建二自由度单桥转向试验台架,并设计二自由度转向系统数学模型验证试验方案。同时进行了系统关键因素例如系统压力、目标频率幅值与不同转向模式对转向系统的影响规律物理实验,并验证了所设计对角阵解耦控制器的效果与可行性。本文的创新之处在于,针对多轴重型车辆需转向灵活性差和轮胎磨损严重的问题,提出了一种横拉杆长度可控的二自由度电液伺服转向系统,并建立二自由度转向系统动力学模型和频域模型,对其进行频域分析,进一步针对二自由度转向系统二输入二输出耦合特性,进行解耦控制研究,设计求解了解耦控制器以消除其耦合特性,提高了二自由度转向系统鲁棒性。