随着先进驾驶辅助系统(ADAS)概念的提出,其相关内容的不断完善和发展,它的意义和价值越来越受到人们的认同。人们认为ADAS可以解决一些实际的交通问题,并且可以为人们的生活提供便利。作为ADAS的分支,借助专用短程通信技术DSRC和LTE-V2X的数据通信技术,协同式自适应巡航控制系统CACC(Cooperative Adaptive Cruise Control)开始发展起来。该系统可以借助车路通信系统与周边的交通环境发生交互,实时的获取车辆以及周围车辆的行驶信息,从而根据实际的交通状况做出判断,进而控制车辆完成行驶任务。与定速巡航和ACC系统相比,CACC系统更加强调协同式队列的行驶,可以使提升车辆行驶的安全性,平顺性和舒适性,而且能够迅速反应车辆行驶过程中突发状况,对于整个交通系统的通行效率的提升有所帮助。因此,对CACC系统的研究和探索,具有重要的理论和现实意义。CACC系统较是在自适应巡航系统(ACC)基础上发展起来的,该系统作为一项新兴的概念和技术,还处于研究实验阶段。虽然对于CACC系统的基本结构,运行模式和控制策略有了一定的成果和结论,但是对于CACC系统的主要特点之一——协同式的队列行驶,研究的内容较少,CACC车队在行驶过程中的表现,行驶规律和特性,并没有一个较为清晰的认识和结论。因此,本文以协同自适应巡航控制车队作为研究对象,进行相关内容的探索和分析。本文首先对协同自适应巡航控制系统的相关技术,系统组成,和进行了概述分析和总结。对车辆编队进行数学建模,选取固定车间时距策略作为车辆编队间距控制的基本策略。然后采用分层控制的思想实现车辆的队列控制目标,然后对整个控制系统进行建模。所构建的模型系统可分为上层加速度决策层和下层车辆控制层。上层期望加速度决策层的设计采用经典的修正IDM车辆跟驰模型,针对IDM模型对道路行驶环境条件缺乏考虑的问题,对车辆进行受力分析,主要考虑各类阻力的影响,对IDM模型进行改进。改进后的IDM模型综合考虑了道路行驶环境条件的影响因素,更加贴近实际驾驶过程所遇到的道路和行驶环境的情况,使其所得到的期望加速度更加合理,准确。对整个上层加速度决策模型进行参数影响分析,总结和分析了车间距,前车加速度和头车加速度对加速度决策的影响程度。结果表明,车间距是车队行驶安全性和稳定性的主要影响因素,当车间距逐渐接近安全距离时,前车加速度和头车加速度对车队行驶的影响程度开始逐渐变大。在下层控制器的设计过程中,需要利用车辆动力学对行驶状态下的车辆进行受力分析,得到车辆受力对车辆状态的影响。然后,利用反差表法构建车辆驱动系统控制器和制动系统控制器的模型:通过反查车辆发动机扭矩特性MAP图建立发动机模型,并对其进行归一化处理,得出节气门开度的归一化函数;通过反查制动特性MAP图建立制动系统模型,进而完成了整个控制系统的建模。最后利用Prescan仿真软件搭建仿真实验平台,通过该软件构建了仿真实验场景,和载有雷达传感器、V2X通信设备的实验车辆,与Matlab/Simulink软件相结合,将本文所构建的CACC系统模型搭载在实验车辆中,并进行车辆编队。在此平台上进行四种典型工况下的仿真实验,分别为起步加速减速工况、高速下的紧急制动工况、加减速交替工况和通信延迟工况,重点研究了车间距,前车加速度和头车加速度对CACC车队的安全性,稳定性的影响,总结CACC车队的行驶规律。仿真实验结果表明,当车间距不符合安全距离要求时,车间距是车队行驶安全性和稳定性的主要影响因素,但当车间距逐渐接近安全车距时,前车加速度和头车加速度对车队行驶的影响开始增强,考虑二者的CACC系统能够减少车辆间的跟弛距离,增强车队的行驶稳定性和驾驶的舒适性。并且,V2X通信延迟会增加跟车距离,降低车队行驶的稳定性。