随着国民经济的蓬勃发展,公路货运周转量不断增长,半挂汽车列车因其成本低、运输量大以及方便甩挂运输等优势,被广泛应用于公路货物运输,已经成为了公路货物运输的主要车型。但是,半挂汽车列车由于载重量较大,车身较长,而且牵引车与半挂车运动前后耦合相互影响,在转弯、避障和超车等工况时半挂车难以跟随牵引车路径,很容易造成折叠、甩尾和侧滑等危险工况,对道路环境和周围人员以及车辆存在巨大的安全威胁。因此,研究半挂汽车列车的路径跟随具有重要意义,对提高道路安全性、半挂汽车列车的行驶稳定性和安全性都极其重要。针对上述问题,本文以半挂车跟随牵引车路径为目标,利用模糊控制与差动制动方法对半挂汽车列车的路径跟随控制问题展开了研究。首先,基于TruckSim软件建立了半挂汽车列车的整车动力学模型,作为仿真试验平台,用来输出牵引车及半挂车的侧向位移以及车速、横摆角速度等数据。其次,建立了半挂汽车列车的四自由度简化参考模型,并与TruckSim模型对比仿真。仿真结果表明在某些工况下四自由度简化参考模型能很好的模拟半挂汽车列车的基本运动特性。然后,设计了半挂汽车列车的路径跟随控制策略。以牵引车和半挂车的路径偏差和偏差变化率为变量设计了模糊控制器,通过模糊推理得到附加横摆力矩,根据实际横摆响应以及期望横摆响应的对比制定了目标制动车轮决策规则,差动制动控制器根据决策规则对车轮单独施加制动力以实现附加横摆力矩。最后,搭建了MATLAB/Simulink与TruckSim联合仿真平台,分别在单移线、方向盘正弦输入、双移线和方向盘角阶跃输入四种工况下进行仿真试验,对所提出的策略进行分析和验证。仿真结果表明,该控制方法能够有效提高半挂车对牵引车的路径跟随能力,可以有效地避免甩尾、折叠以及侧滑等危险事故的发生。