汽车转向系统是汽车安全行驶的重要保障,它可以控制汽车行驶的方向,而且对提高汽车行驶的操纵性和稳定性具有重要的作用。通过实时获取和分析汽车行驶状态的数据,主动前轮转向系统可以适当地调整汽车转向系统的传动比,实现汽车正常的转向操作,而且还能提高汽车低速行驶时转向的灵敏性以及高速行驶时转向的稳定性。因此,主动前轮转向系统是当前汽车主动安全方面的研究热点,具有重要的研究价值和社会意义。在系统的建模过程中,应该考虑整车质量和转动惯量的不确定性。Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型是描述复杂非线性系统的一个有效理论方法。基于T-S模糊模型,系统可以被描述为一系列简单线性子系统的加权和。一般而言,不确定性存在于大多数系统中,这会导致隶属度函数是不确定的。而一型T-S模糊建模方法使用的是精确的隶属度函数,这就会影响系统的控制效果。因此,将汽车主动前轮转向系统建模为区间二型模糊系统,利用上下界隶属度函数可以有效地捕获系统中不确定参数。此外,在复杂的工作环境下,主动前轮转向系统会不可避免地产生许多问题,例如状态不可测、时延、数据丢包、执行器故障、执行器饱和、传感器故障等。本文主要围绕上述问题,开展研究工作,并取得了如下的研究成果:1.针对不确定汽车主动前轮转向系统,将其构建为一型T-S模糊系统。考虑到系统存在状态不可测的现象,设计了一个状态观测器来估计系统的状态。基于李雅普诺夫稳定理论和线性矩阵不等式求解方法,得到了闭环系统渐进稳定的充分条件,并给出了设计模糊控制器增益的准则。基于整车动力学模型的单轨道变化仿真实验,仿真例子验证了所提出模糊控制方法的有效性。2.针对不确定汽车主动前轮转向时滞系统,研究了系统的模糊容错控制问题。采用一型T-S模糊建模方法,将转向时滞系统建模为T-S模糊系统。当系统中发生执行器故障时,引入故障模型来描述这一现象。根据李雅普诺夫稳定性理论,得到了证明闭环系统是渐近稳定的充分条件。通过解耦,得到了设计状态反馈控制器增益的方法。基于整车动力学模型的仿真实验,仿真例子进一步验证了模糊控制方法的有效性。3.针对不确定汽车主动转向系统,利用区间二型模糊建模方法,将转向系统建模为区间二型模糊系统,并采用上下界隶属度函数来描述系统中的不确定性。同时,利用范数有界的方法处理系统中饱和非线性问题。此外,引入一般性故障模型来描述系统发生的传感器故障。在传感器故障和执行器饱和存在的情况下,设计了一个区间二型模糊控制器。根据李雅普诺夫稳定性理论,得到了证明系统是二次稳定的充分条件。最后,基于整车动力学模型的仿真实验,实验结果验证了该区间二型模糊控制策略的有效性。