无人驾驶机器人是指无需对现有操纵平台进行底盘改装,可无损安装在驾驶室内,替代人员在危险和恶劣环境下进行驾驶操作的特种机器人。本文在课题组对无人驾驶机器人结构特性研究基础上,研究了转向工况下无人驾驶机器人系统集成控制机理。首先,分析了无人驾驶机器人各个操纵机构的结构及工作原理。分别建立了包含动力学和运动学的转向机械手模型与驾驶机械腿模型。建立了被操纵车辆的整车动力学模型、转向系模型以及驱动和制动系统模型,并在此基础上构建了无人驾驶机器人系统集成操纵模型。接着,构建质心侧偏角估计模型,利用容积卡尔曼滤波对质心侧偏角进行估计。基于被操纵车辆整车动力学模型,利用容积卡尔曼滤波对轮胎力进行估计,在此基础上,根据滑移率值的大小分别采用模型法和Slip-slope法构建估计模型,并且利用多新息算法进行路面附着系数估计。然后,分析了无人驾驶机器人系统横向操纵模型,提出了基于鲁棒H∞的无人驾驶机器人系统横向集成控制方法。分析了无人驾驶机器人系统纵向操纵模型,提出了基于模型预测控制的无人驾驶机器人系统纵向集成控制方法,并设计了加速与制动机械腿的切换逻辑。分别对提出的无人驾驶机器人系统纵横向集成控制方法进行仿真与试验验证。最后,分析了无人驾驶机器人系统的横向操纵约束和侧滑约束,从而得到无人驾驶机器人系统纵横向集成控制可行域。与此同时,提出了一种基于多新息的无人驾驶机器人系统动态转向力矩补偿方法。在两种移线工况下进行仿真及试验,试验结果表明,采用提出的集成控制方法有效的解决了转向工况下纵向集成控制子系统与横向集成控制子系统之间的协调问题,以及横向操纵集成过程中转向性能下降的问题,验证了提出方法的有效性。