半挂汽车列车在近几十年的路面运输过程中,因为其载重量大、运输效率高及成本低、节油性好等优势已经成为物流运输行业的主力军。然而,由牵引车、半挂车组成的半挂汽车列车在直线行驶时的动力学状况是开环稳定的,但由于其高度的非线性、非完整约束、不稳定性、不确定性等特征,半挂汽车列车在倒车行驶时的动力学状态是开环不稳定的。实际运输过程中,半挂汽车列车倒车安全难以得到保障,倒车难度极大,倒车效率难以提升。因此,本文的主要研究内容即是半挂汽车列车的倒车安全与诱导控制,通过执行直线倒车控制、倒车铰接角度估计与泊车路径规划研究,以提高半挂汽车列车倒车的安全性与倒车效率,为半挂汽车列车辅助驾驶及自动驾驶提供技术支持。本论文的主要研究内容如下:（1）在分析直线倒车定位参数之间耦合关系的基础上,建立半挂汽车列车理论模型;考虑稳定性与可行性因素,通过参数解耦及精确线性化确定了半挂汽车列车倒车铰接角度的稳定域与可行域,提出了基于稳定域与可行域的半挂汽车列车直线倒车控制策略,基于ADAMS与MATLAB/Simulink进行联合仿真试验验证。（2）提出了基于多模型信息融合的半挂汽车列车倒车铰接角度状态估计方法。确定了传统铰接角度估计器失效的原因为轮胎侧偏刚度非线性扰动过大,通过密码学中非线性度的概念确立了非线性扰动过大的判定条件;针对低速、高速及倒车非线性扰动类型的不同,提出了一种利用嵌套观测器以及多理论模型进行信息融合的全工况估计策略,用于倒车不同阶段的铰接角度估计。（3）提出了一种基于铰接角度稳定域的速度切换泊车路径规划策略。分析半挂汽车列车更复杂的非完整约束及倒车开环不稳定特性,考虑难度、灵活性及避免局部最优解凝练出泊车规划难点;定义切换代价、倒车代价及铰接角度约束,提出基于铰接角度稳定域的速度切换泊车路径规划策略;构建相应的垂直泊车与平行泊车工况,纵向验证了代价函数与铰接角度约束的重要性,横向验证了所提出的路径规划策略的有效性。（4）基于铰接角度稳定域及可行域设计了半挂汽车列车直线倒车变论域模糊控制器及整体试验方案;基于Code Warrior进行功能程序编写调试,对半挂汽车列车铰接角度是否处于倒车可控范围及期望直线处于车辆的左右两侧这四种工况进行直线倒车系统的功能性验证。