在过去的几十年中,悬架设计得到了广泛的研究,极大地提高了道路车辆的行驶平顺性、操纵性和防侧翻性能。半主动悬架可以根据需要调节汽车悬架的机械性能,同时有着结构简单,成本低廉的优点,具有广泛的应用前景。对半主动悬架进行控制,可以改变悬架振动传递特性,调节轮胎载荷,影响簧上质量的侧倾运动,达到优化汽车行驶状态的目的。本文研究了半主动悬架对汽车行驶状态的影响,针对汽车转向行驶过程中的舒适性、防侧翻性能和横摆跟踪性能设计了优化控制算法。并通过仿真验证,证明该算法在汽车低速转向时能减小垂向振动和侧倾加速度给人体带来的不适,提高乘坐舒适性;在汽车高速转向时能降低横摆率的超调,提升横摆跟踪性能;在面临侧翻风险时,能减小侧向载荷转移率,提高汽车的防侧翻性能。本文的主要研究内容围绕三个方面展开。首先,建立了汽车的侧倾横摆耦合动力学模型,并给出了模型参数的离线辨识方法,针对可能改变的簧上质量相关参数给出了用来校正的在线估计算法,并分析了传感器噪声对该算法的影响,提高了模型的准确性。其次,分析了汽车在不平路面上转向行驶过程中对舒适性产生影响的因素,包括垂向振动加速度和侧倾加速度,针对引起垂向振动的路面激励做了功率特征分析,设计了根据簧上质量垂向加速度信号估计路面激励平均功率的估计算法,并针对传感器噪声设计了滤波器,给出了乘坐舒适性的定量描述。最后,设计了MPC控制器,并针对舒适性控制目标、防侧翻控制目标和横摆跟踪控制目标分别给出了指标函数,探究了指标函数切换的边界条件,最终通过仿真验证了控制算法的有效性。