随着科学技术的发展,市场对汽车性能的要求也越来越高,汽车的操纵稳定性,成为当代汽车研究的一个重要方面。转向系的好坏直接影响到汽车的操纵稳定性、转向轻便性以及驾驶员的工作强度和工作效率,与前轮转向系统相比,四轮转向系统(4WS)能够使汽车具有更好的循迹能力和操纵稳定性。本文设计了新的4WS控制策略,采用不同的控制理论对4WS控制方法进行了研究。在分析轮胎侧偏特性基础上,建立了反应车辆的垂向与侧向耦合作用的轮胎半经验模型;分析整车受力,建立了包括侧向运动、横摆运动和车身侧倾运动的三自由度4WS汽车操纵动力学模型。基于所建立的三自由度4WS汽车操纵动力学模型,结合非线性的轮胎半经验模型,设计了4WS“前轮转角补偿+主动后轮控制”控制策略。基于横摆角速度误差反馈信息对前轮转角进行补偿,同时基于当前运动状态信息的反馈控制使后轮开始主动转向。这与通常4WS控制策略上有很大的不同。在此过程中,建立起能够反应4WS需要的理想参考模型,经验证具有较高的准确度。对线性二次最优、极点配置、稳定度设计等算法进行了研究,得到了加权矩阵、极点位置及稳定度选择的一些规律,并把这些算法运用于4WS控制器的设计,取得了很好的效果。将时间加权的误差绝对值积分(ITAE)准则引入到4WS汽车质心侧偏角的控制,仿真表明,质心侧偏角稳态值能够稳定到零。将汽车作为不确定性对象,进行了4WS鲁棒控制研究。针对外扰不确定性和未建模动态等不确定因素,设计了的μ综合鲁棒控制器。仿真结果表明:所设计的μ综合鲁棒控制器在改善汽车操纵稳定性方面性能优良,并且大大增强了汽车鲁棒性能。研究表明:“前轮转角补偿+主动后轮控制”控制策略在4WS汽车运用是成功的,前轮转角的补偿使横摆角速度有效的跟踪了理想参考模型,后轮的主动转向保证了汽车的操纵稳定性。在改善汽车操纵稳定性方面,ITAE效果最好,能够使质心侧偏角稳态值稳定到零;稳定度设计法和极点配置法由于对线性二次最优算法进行了优化,取得了更好的控制效果,但要注意极点位置配置的合理性。μ综合鲁棒控制改善汽车操纵稳定性的同时也增强了汽车鲁棒性能。