电动车辆相比于传统的燃油车辆更加节能和环保,可以在很大程度上减少环境污染,因此我国开始大力推进新能源电动车辆的普及。为进一步缓解车辆保有量增加带来的交通压力,提高道路利用率,防止交通事故的发生,智能电动车辆队列控制的研究成为未来的智能交通中必不可少的一环。本文以智能电动车辆队列为研究对象,考虑到在湿滑、冰雪等低附路面上,车辆队列以高速进行纵横向运动时,跟随车辆不仅可能会由于轮胎打滑或者侧滑发生危险,而且当电机失效时也会发生失稳,产生严重的交通事故。因此,本文为了实现车辆队列的控制并提高跟随车辆的纵横向稳定性,主要基于模型预测控制（MPC）理论和滑模控制（SMC）理论分别设计了纵横向控制器、纵横向稳定性控制器和容错控制器。主要研究内容总结如下:（1）车辆队列的纵向控制研究。首先对车辆队列的纵向间距策略进行了选取,然后通过建立车辆队列的纵向模型,设计了一个鲁棒MPC纵向控制器,能够提高车辆队列的纵向控制精度。另外考虑到跟踪车辆的纵向稳定性,通过建立跟随车辆的轮胎滑移率模型设计了一个MPC滑移率控制器,能够防止跟随车辆的轮胎打滑,从而保证跟随车辆的纵向稳定性。（2）跟随车辆的横向控制研究。针对车辆队列中的领航车辆超车或换道工况,通过建立跟随车辆的平面动力学模型,设计了一个基于MPC的横向控制器,能够保证跟随车辆跟踪领航车辆的实时轨迹行驶,从而实现车辆队列的横向运动控制。另外设计了一个带有扰动观测器的二阶SMC控制器,在降低了传统的一阶SMC引起的控制量抖振的同时保证了跟随车辆的横向稳定性。（3）跟随车辆的电机容错控制研究。为保证跟随车辆电机失效时的稳定性,结合设计的二阶SMC控制器和最优分配控制算法设计了一个SMC容错控制器。其中最优分配控制算法是将电机失效的情况作为失效因子代入计算,对二阶SMC控制器输出的横摆力矩和纵向控制器输出的扭矩进行合理分配。最后通过搭建的控制器硬件在环系统对设计的控制器的实际应用性进行了验证。（4）车辆队列的纵横向控制实车试验。首先搭建了实车试验平台,并基于ROS设计了车辆队列通信框架。然后在Simulink设计了纵向控制器和横向控制器,分别在直线工况和弯道工况下对车辆队列进行了测试,验证了设计的纵横向控制器的有效性。