本文研究了车辆在高速公路直道上的变换车道行为。目的是要发展一种针对前轮转向汽车的转向控制器，帮助车辆在无驾驶员干预的情况下在直道上自动地从现行车道变换到目标车道。 为了设计这样一种控制器，首先建立线性二自由度车辆横向动力学模型。进而研究车辆对象的操纵稳定性和转向性能，主要是车辆横摆角速度对于前轮转向角输入的稳态与瞬态响应。为后文对于仿真结果的分析打下理论基础。 由于车辆自动变道控制的一个关键是，如何确定在不同车速下对应于不同宽度车道的理想前轮转向角输入。本文讨论了几种虚拟理想轨迹的设计方法，并选择其中的梯形加速度轨迹作为设计依据，求得本文控制器的理想前轮转向角输入。并讨论在由不同虚拟轨迹参数得到的理想前轮转角输入下，车辆横向运动所受到的影响。 由于在实际中行驶的汽车是一个时变的，非线性的复杂系统。而本文的二自由度线性模型无法准确反映车辆完整的动力学信息。如：车辆执行机构的动力学特性、车辆与路面作用关系、转向系统的非线性和系统参数的不确定性等。所以，车辆变道的开环控制并不能得到理想的效果。因此，本文进一步研究了车辆的各种参数对于车辆转向性能的影响，它们是车速、前后轮侧偏刚度等。接着考察侧向风对于车辆变道行驶的干扰。 针对车辆变道行驶时，参数摄动以及侧向风的干扰作用，本文设计基于H<,∞>控制理论的参考车辆横摆角速度跟踪控制器。此控制器由前馈和反馈两部分组成。反馈部分设计基于H<,∞>回路成形方法，旨在提高车辆横摆运动对侧向风等干扰的鲁棒性。前馈部分的设计基于车辆线性分式变换模型(LFT)，考虑在车辆参数一定的摄动范围内，使车辆对象尽可能地跟踪理想模型的横摆角速度输出，保证车辆的理想变道。 最后，设计仿真工况。在Simulink环境中，先分别研究控制器在车辆变道行驶中抑制侧向风干扰以及各个参数摄动的能力，然后考察在各种因素联合作用的恶劣工况下，控制器的表现。仿真分别在三种不同变道车速：低速、中速和高速下进行。仿真车辆模型对象为扩展的LFT模型。