车队协同控制系统是一个庞大且复杂的系统，涉及多个领域，是智能交通系统的重要组成部分。车队系统的目标是通过车与车之间、车与基础设施之间的通信，根据相应的控制算法，在保证安全的前提下，提高道路的通行效率，有效的解决交通拥堵，尾气污染等社会环境问题。近些年来，计算机技术、通信技术、传感检测技术和控制理论等的飞速发展，为车队控制系统的实现提供了可能，本文侧重于控制器的设计与性能分析，并通过仿真实验验证控制算法的有效性。本文将汽车的运动状态扩展到了二维空间，通过引入方向向量，设计了线性控制算法。就单个车辆来看，控制算法中存在反馈控制和前馈控制，通过反馈控制使得单个车辆能够稳定行驶，前馈控制使得当前车辆与邻居车辆保持一定的安全距离，实现协同控制。就整个车队而言，控制算法变为系统的状态反馈控制，能够实现车队的控制目标。本文分别从频域和时域的角度证明了系统的稳定性。另外，通过频域分析，研究了通信时延和执行器时延对车队系统控制性能的影响，研究发现通信时延不影响系统的稳定性，但会使系统产生控制误差，并找出了控制误差与通信时延之间的关系式；执行器时延会使系统的动态性能恶化，大到一定程度时会使系统不稳定，但执行器时延不会使系统产生静态误差。通过求解线性矩阵不等式，给出了求解状态反馈矩阵的方法，为控制器的设计提供了新的思路和方法。最后从时域的角度证明了车队系统的弦稳定性。通过设计合理的仿真实验，得出的仿真结果有力的支撑了理论推导，对理论结果的各个方面进行验证，证明了控制算法的有效性。在最后，总结了之前的学习和研究成果，设计了模拟仿真平台，为仿真验证提供了更为方便的工具，对多车辆协同控制仿真软件的设计进行了初步探索。