四轮独立驱动电动汽车通过轮毂电机直接驱动车轮,减少了冗长的机械传动装置,可以通过四个电机的独立控制实现不同的主动控制策略,为汽车主动安全控制和自动驾驶提供了理想的平台。同时,四轮转向技术能够显著提高汽车低速时的转向灵活性和高速转向时的操纵稳定性,是实现汽车主动安全控制的重要途径之一。本文建立四轮独立驱动电动汽车动态控制框架,采用微分博弈进行四轮主动转向控制研究,设计基于模型预测控制的四轮主动转向路径跟踪控制器,并在实车平台进行了纵向速度跟踪控制试验研究。主要研究内容如下:(1)搭建基于多Agent的四轮独立驱动电动汽车动态控制框架,为后续控制系统的设计提供基础。对框架整车模块和驾驶员模块进行数学模型的搭建与分析,包括基于CarSim软件详细定义整车系统特性参数,利用Simulink软件搭建轮毂电机力矩响应模型、魔术公式轮胎模型、基于单点预瞄的方向控制驾驶员模型和基于模糊PID的速度控制驾驶员模型。通过CarSim和Matlab/Simulink的联合仿真,验证了搭建模型的有效性和合理性,为控制系统的设计提供模型基础。(2)在深入剖析四轮转向前、后轮转向角的相互影响和控制目标冲突、干涉问题的基础上,采用前馈控制和反馈控制相结合的方式,将前轮附加转向角和后轮转向角的反馈控制量定义为参与微分博弈的两个Agent,通过求解耦合代数黎卡提方程组得到非合作反馈纳什均衡解,实现了四轮独立驱动电动汽车的四轮主动转向控制。在CarSim和Matlab/Simulink联合环境中进行仿真,通过与四轮主动转向最优控制器、前后轮转角比例控制器的仿真试验结果进行比较,验证了本文设计控制器的有效性。(3)基于模型预测控制设计四轮主动转向路径跟踪控制器。在考虑试验工况车辆最大纵向速度的前提下,进行CarSim和Matlab/Simulink联合仿真,通过紧急避障双移线和蛇形道路线路径跟踪试验对所设计的控制器有效性进行验证,并和前轮转向路径跟踪控制结果进行对比分析。(4)进行基于四轮独立驱动电动汽车平台的实车试验研究。基于PID控制算法设计纵向速度跟踪控制系统,利用MicroAutoBox和ControlDesk进行实车场地试验,成功实现对期望纵向车速的跟踪。