汽车的出现给我们的生活带来诸多便利,而随着汽车保有量的增加,交通事故频发、交通拥堵、全球气候变暖等问题越来越严重,节能与安全问题日益突出,汽车的发展也因此正在发生一场深刻的变革。随着智能技术和电动汽车技术的进步,智能驾驶、分布式驱动等技术也越来越受到重视,把智能汽车和电动汽车两者相结合的集成研究成为研究的热点,发展智能分布式驱动电动车成为解决交通安全和环保问题的重要方法。智能汽车主要包括环境感知、决策规划、车辆控制三个部分,本文主要研究的是智能汽车的车辆控制部分,即对车辆的横向和纵向进行控制,实现轨迹跟踪。与此同时,本文采用分布驱动电动车作为智能汽车的研究载体,利用其独立驱动/制动的优势,控制车辆横摆稳定性以提升智能汽车的安全性和舒适性。本文从轨迹跟踪控制和横摆稳定性控制两个角度出发设计控制器,控制器结构分为内环和外环两个部分,外环以主动前轮转角作为车辆系统输入实现轨迹跟踪控制,内环根据期望值计算所需的附加横摆力矩,通过轮胎力分配算法得到各轮胎力大小,并转化为轮毂电机转矩输入车辆系统实现横摆稳定性控制。首先,采用模块化建模的思想建立本文所需的七自由度车辆动力学模型,包含车身纵向运动、侧向运动、横摆运动以及四个车轮的转动,并对所搭建的车辆模型精度进行了验证,保证了车辆模型的有效性。然后,设计双闭环形式结构的控制器,采用模型预测控制方法设计基于主动前轮转向的外环控制器实现轨迹跟踪和附加横摆力矩内环控制器实现横摆稳定性控制。外环控制器以简化的三自由度车辆模型作为预测模型,以参考轨迹作为期望值,以前轮转角作为控制量实现轨迹跟踪。内环控制器分为上下层控制器,上层以线性二自由度车辆动力学模型作为参考模型,以修正后的横摆角速度和质心侧偏角作为期望值,计算所需的附加横摆力矩;下层采用轮胎负荷率平方和最小为优化目标,得到各轮胎的驱动/制动力矩作为车辆的输入。最后,分别设计了四种不同对比工况实验,对设计的控制器进行有效性验证,充分验证了控制器在不同附着条件、不同速度下都具有一定的鲁棒性,同时也证明了所设计的控制器不仅保证了车辆具有良好的轨迹跟踪效果,而且显著地提高了车辆的横摆稳定性。