随着重型车辆在道路上事故发生率的不断升高,提高重型车辆的行驶稳定性和安全性成为当前人们广泛关注的问题。主动前轮转向系统(Active Front Steering System,简称AFS系统)能够根据驾驶员输入的车轮转角,经过算法计算得出一个修正转角施加给转向轮,以此优化车辆的转向过程,保证车辆行驶轨迹和稳定性,是当今汽车智能化领域的研究热点。滑模控制、模型预测控制等智能控制算法,由于适用于非线性系统,对参数的变化表现出了很强的适应性,得到了越来越多的关注。因此,对重型车辆主动转向智能控制策略的研究具有重要的理论和实际意义。本文首先基于某三轴商用车在Truck Sim中建立整车动力学模型以及B级路面双移线工况,利用实车实验数据验证了所建模型的准确性。然后设计了车辆转向系统的变传动比曲线,提出了改进指数趋近率的滑模变结构控制策略,建立了基于滑模变结构控制的主动转向控制系统,对多种车速和路面下的控制效果进行了仿真分析。另外,提出了线性时变模型预测控制策略,建立了基于模型预测的车辆主动转向控制系统,通过Truck Sim与Simulink联合仿真分析了主动转向系统在多种车速和路面下的控制效果。最后,利用三轴汽车底盘电控综合测试平台,对建立的滑模变结构主动转向控制系统进行硬件在环实验,并对影响主动转向控制效果的车速和路面附着系数进行了敏感性分析。研究表明,(1)本文所设计的主动转向智能控制策略能够有效改善重型车辆在转向时的稳定性和安全性,车辆的侧向加速度、质心侧偏角、簧上质量侧倾角和横摆角速度的峰值都得到明显下降,滑模变结构控制下可达10%至20%左右;线性时变模型预测控制下可达25%至40%左右。(2)通过硬件在环实验验证了滑模变结构主动转向系统的有效性,并且控制策略对车速和路面附着系数两个敏感因素的适应性较好。因此,基于重型商用车搭建的主动转向控制器能够保证车辆转向时的稳定性且具有良好的工况适应性。本文的研究成果可为重型车辆操纵稳定性控制的研究提供新的思路和方向。