随着高速公路的大力兴建以及汽车技术的进步,汽车行驶速度得以大大提高。在高速公路上以100krn/h以上的车速行驶的汽车上已经很多。随着车速的普遍提高,越来越多的因素影响汽车正常的行驶,其中侧向风对汽车行驶安全的影响越来越受到人们的重视。有关资料表明,高速行驶汽车发生的安全事故中,有较大的一部分是由于受到侧向风的影响,导致汽车侧滑,使汽车与原来的行驶轨迹发生偏移,驾驶员没有及时反应或者经验不足导致汽车失去控制而发生的。为了提高汽车的行驶安全性,改善上述的现象,本文采用了基于四轮转向和差动制动联合控制系统来改善高速汽车的侧风稳定性。首先,考虑侧风、差动制动、四轮转向的作用,推导出包括纵向、侧向、横摆和侧倾运动的非线性四自由度模型。考虑到轮胎的非线性,采用了“魔术公式”轮胎模型,能较好表达轮胎的非线性。此模型作为高速汽车侧风稳定性研究的基础。其次,分析了四轮转向和差动制动单独控制对侧风稳定性的影响。四轮转向通过给后轮施加一个转向角来改善汽车的运动姿态。分析了四轮转向控制的转向特性,建立了考虑侧风作用的四轮转向系统的非线性动力学模型和仿真框图。差动制动通过给每个车轮施加制动力来改善汽车的运动姿态。建立了考虑侧风作用的非线性差动制动动力学模型和仿真框图,分析了差动制动的制动力分配策略。进行了四轮转向控制和差动制动单独控制对侧风稳定性影响的仿真试验。最后,提出了一种基于滑模变结构控制的联合控制器。将差动制动系统和四轮转向系统进行联合控制,同时控制后轮转向角和制动力,使联合控制的汽车在侧风作用下能很好的跟随汽车理想模型。进行不同侧风和不同行驶工况下的仿真试验,对比了联合控制汽车,未控制汽车,理想模型,差动制动汽车,四轮转向汽车的行驶状态,验证了所建立的基于滑模控制的联合控制器的有效性。