汽车在高速或低附着系数路面上转向行驶或受到侧向干扰时,轮胎与地面的侧向附着系数很容易达到附着极限而发生侧滑,而丧失操纵稳定性,进一步引发交通事故。汽车电子稳定控制(ESC)通过对车轮主动实施制动,来改善汽车的操纵稳定性,使驾驶员能够对车辆进行正常操纵,保证汽车行驶的稳定性。而自适应巡航控制(ACC)通过对前方车辆的距离进行追踪,根据前方车辆的速度而控制本车的速度,以确保车与车之间保持安全距离,该装置旨在减轻驾驶员疲劳,起到了辅助驾驶员操纵的作用。本文在标准的ESC基础上扩展了ACC功能模块,增强了系统间的内在联系,充分利用各种车辆信息,从而进一步提高系统的稳定性和可靠性。本文基于Pacejka的“魔术公式”轮胎模型,建立了包括汽车纵向、横向、横摆方向和四个车轮转动方向的七自由度的整车模型,以该车辆模型为基础来对系统的最优控制算法进行验证并探讨系统在改善汽车操纵稳定性方面及与前车保持安全距离方面的作用。本文以车辆质心的侧偏角、车辆的横摆角速度、本车与前方车辆的距离为控制变量,采用线性二次最优控制,使车辆实际的侧偏角与汽车名义侧偏角、实际横摆角速度与名义横摆角速度、车辆与前车的实际距离与理论安全距离保持在稳定的范围内,以确保汽车的操纵稳定性。若超出稳性范围便对汽车实施稳定性控制,以使汽车具有良好的可操纵性,便于驾驶员驾驶。本文使用图形建模的方式,在MATLAB SINULINK环境下对系统进行仿真以对带有ACC功能模块的ESC系统进行研究。通过建模仿真研究发现,使用最优控制设计的控制系统确实能有效地改善汽车的操纵稳定性使汽车能够安全地行驶在高速或低附着系数的路面上,并使驾驶员能够对汽车进行正常地操纵。