汽车在冰雪、沙地等弱附着地面上转向行驶时，其弯道行驶性能主要受轮胎所受地面的侧向力的影响，如果在转向行驶的同时施加转向或制动操作，则轮胎与地面之间的摩擦力极易超过地面附着极限，从而引起汽车侧滑、甩尾与丧失转向能力等危险工况。通过控制轮胎对地面的工作状态，从而控制汽车所受地面的纵向力、侧向力与横摆力矩，可以有效提高汽车转向时的行驶性能和主动安全性能。合理的汽车运动状态控制目标与各车轮驱动力/制动力分配可以在保证汽车行驶方向稳定性前提下最大限度的提高汽车的纵向响应性能。本文结合某国家重点预研项目“汽车驱动力控制技术”和一汽轿车合作项目“冰雪等弱附着地面乘用车通过性评价研究”，针对某轻型汽车开展了转向制动/驱动稳定性控制方法的研究。首先进行了控制算法研究，以汽车二自由度模型为基础提出了转向制动/驱动工况下汽车的运动控制目标，在此基础上设计了控制算法整体架构，利用线性时变参考模型建立了模型预测控制器，利用主动制动与主动发动机转矩干预实现对轮胎滑移率的控制目标。之后进行了控制算法的离线仿真研究，利用汽车动力学仿真软件对算法进行了仿真验证与分析。最后进行了硬件在环试验研究，依据控制算法需要搭建了硬件在环试验台，进行硬件在环试验对所设计的模型预测控制算法进行了验证和分析。本文主要内容包括：1、转向制动/驱动稳定性模型预测控制算法确定了控制算法总体架构，主环路模型预测控制算法以汽车运动状态为控制目标，计算最优控制输入：四轮期望滑移率，执行环以该期望滑移率为控制目标，通过主动制动与主动发动机转矩控制实现期望滑移率。研究了汽车在转向制动与转向驱动工况下的汽车纵向运动控制目标和侧向运动控制目标的关系，利用线性单轨模型计算驾驶员侧向运动意图作为侧向运动控制目标，并以期望的侧向运动与地面力为约束条件，结合驾驶员意图给出纵向控制目标。由于转向制动/驱动工况是十分复杂的非线性过程，本文采用了基于汽车四轮三自由度线性时变模型的非线性模型预测控制方法，实时更新参考模型，增强了控制的鲁棒性，提高了控制品质。最后设计了控制车轮运动状态的主动制动模糊控制器和主动发动机力矩干预PI控制器，以获得期望的目标车轮的滑移率/滑转率，实现轮胎纵向力的控制。2、转向制动/驱动稳定性模型预测控制算法离线仿真研究本文选用Matlab/Simulink环境进行离线仿真研究，使用Carsim软件进行汽车模型的参数化搭建，利用Simulink实现控制算法编写，选定典型工况，进行了离线仿真，对模型预测控制算法进行了参数调整并做了初步验证。转向驱动工况的仿真结果表明算法能够保证汽车转向加速行驶时的转向能力，并能提高起步加速性能，算法能有效控制发动机转矩与制动轮缸压力获得期望的驱动轮滑转率。转向制动工况的仿真结果表明算法能够提高汽车转向制动时的转向能力，并且能通过控制制动轮缸压力获得期望的轮胎滑移率。离线仿真平台的建立和离线仿真试验，为硬件在环试验平台的设计开发及硬件在环试验奠定了基础。3、转向制动/驱动稳定性模型预测控制算法硬件在环试验研究硬件在环试验可以通过数学模型代替实车，模拟各种复杂路况进行仿真试验，进行的功能验证，并能通过将一部分执行器硬件加入控制回路，对整个控制算法的控制品质、实时性和执行器匹配等方面进行深入研究。根据转向驱动/制动稳定性控制需要，确立了硬件在环试验台总体方案，搭建了由部分目标汽车硬件、传感器、执行器、工控机以及dSPACE实时仿真系统组成的硬件在环试验台，对离线仿真动力学软件与控制算法进行了RTI转换，开发了硬件在环软件。进行了转向驱动工况以及制动转向工况的硬件在环试验，实验结果表明：模型预测控制算法能够通过实时平台对液压制动力主动控制，有效的提高汽车在转向驱动/转向制动工况下的行驶稳定性，与离线仿真结果一致。