汽车工业在过去几十年中进步巨大。高级驾驶辅助系统能提高驾驶舒适性与安全性,依赖于准确的车辆侧向动力学状态,而这无法通过经济的方式直接测量,需要通过合适的算法在线估计。在不同的路面情况下,车轮与地面相互作用力的变化会对线控转向性能产生影响,已有的算法对这部分扰动力矩有较强的鲁棒性,但没有进行针对性的补偿,对这部分扰动力矩进行估计补偿有助于提高车辆转向部分的操纵性能。三电平逆变器在电动汽车中被用于取代二电平逆变器来驱动电机,已有的算法没有详细考虑三电平逆变器中点电压振荡的形式,这能有助于解决三电平逆变器的中点电位平衡问题并提升输出电流质量。本文首先设计中点钳形三电平逆变器控制算法,从载波调制出发,探究三相占空比对中点平均电流的影响,分析扰动项的大小及变化形式,证明了中点电压不平衡是三次谐波振荡的形式,并通过修改扰动项实现中点电位平衡与控制。接着设计滑模观测器估计转向电机的负载力矩,通过2个误差动力学系统的组合,将误差的符号关系传递到第3个误差动力学系统中,使得所设计滑模观测器的误差动力学全部具有有限时间内的渐进收敛性。然后对车辆侧向动力学模型进行高阶扩展,通过连续采样,在短时间间隔内使用最小二乘对车辆转动惯量,前后轮侧偏刚度,前后轮到车辆重心的距离进行估计,为了解决短时间间隔内采样导致的矩阵微小变化对矩阵求解结果的影响,提出了一阶扩展最小二乘和二阶扩展最小二乘,并引入控制因子,主动调节以获得更好的估计结果。最后在matlab上设计仿真实验,所提出的三电平中点电位平衡与控制算法能消除中点电压的三次谐波振荡,且有高质量的输出电流波形,总谐波损耗可以减小到0.67%,所设计的滑模观测器能较为准确地估计负载力矩,在线控转向中对负载力矩进行补偿能有效提高跟踪性能。所提出的二阶扩展最小二乘引入控制因子的算法,在车辆侧向动力学参数时变的情况下依然可以获得较为圆润的估计,相较于基础最小二乘,短时间内连续采样导致矩阵求解结果错误的问题,得到了良好的解决,相较于已有的估计算法,估计误差的均方根值降低了79.8%。