汽车驾驶品质是现代汽车的主要性能之一,直接影响到汽车乘员的驾驶体验,对于车辆的整体性能至关重要。发动机、变速器的扭矩输出,离合器的分离接合过程等对汽车驾驶品质都有很大影响。如何在保证车辆动力性、经济性和满足排放条件的基础上提高车辆的驾驶品质是一个值得深入研究的重要课题。配备有机械式自动变速器（AMT,Automated Manual Transmission）的传统内燃机车辆由于在起步过程中存在离合器滑摩过程,在换挡过程中存在离合器完全分离时间,导致其驾驶品质较差,可能会产生较大冲击、离合器滑摩损失和换挡动力中断等问题。针对这一问题,由于电机具有动力输出反应快、调速范围宽等优,AMT+电机构型的电动化AMT是一个很好的解决方案。在换挡过程发动机无法输出动力的阶段,电机可提供补偿动力,从而解决动力中断的问题。这样可以大大提高AMT的驾驶品质,有利于提高其在自动变速器市场的占有率。好的AMT驾驶品质需要一套好的硬件结构和软件架构。传统针对AMT的软件控制大部分是基于规则的控制方式,即前馈MAP+反馈PID。这种控制方式简单易施,但是标定工作量巨大,通常代码长度在100万行以上。另外,实际中,车辆具有环境工况复杂、多控制输入、强耦合等特点,同时具有目标多样性（燃油经济性、排放性、动力性和舒适性等）和运行工况的多样性（车辆起步、换挡、极限工况等）的特点,而对于基于规则的控制方式来说,特定工况标定的控制参数无法实现车辆驾驶品质在各种工况下均达到最优,尤其是瞬态工况。针对这一问题,基于模型的车辆控制系统设计方式是一个较好的解决方案,由于被控对象模型中含有系统动力学的主要成分,可保证瞬态工况控制性能,另外还可以避免针对不同工况下繁杂的控制参数标定工作。针对上述问题,本文依托国家自然科学基金优秀青年基金“汽车传动系统控制”（61522307）,国家自然科学基金委-中国汽车产业创新发展联合基金“四轮驱动电动汽车底盘系统动态协调控制机制与能量优化管理”（U1664257）,采用基于模型的控制系统设计,进行AMT起步及混合动力汽车换挡过程中的驾驶品质优化控制。针对AMT起步过程中的离合器滑摩控制,提出时变扰动抑制控制律,使得AMT车辆在不同工况下都能够保证起步性能;针对AMT混合动力汽车的换挡过程,在电机的助力作用下,提出不分离离合器而采用发动机主动调速的方式完成整个换挡过程,保证无动力中断。本文的主要研究内容如下:1.针对具有时变扰动的线性控制系统,采用二次型的目标函数以显式考虑多项矛盾的控制目标。针对控制系统中存在的模型不确定性、参数摄动和外界扰动等,设计高阶扰动观测器来估计控制系统中存在的扰动及其各阶导数,并提出一个新型的乘子函数l进行控制器的推导,推导出的控制律可表示为系统状态量、扰动及其各阶导数的反馈形式;2.通过数值算例能够得到,上述提出的扰动抑制控制器只能抑制有限时域内时变的扰动,即随时间t?￥,d（5）?0,否则不能保证目标函数的可积性。为保证抑制无限时域内的时变扰动且保证目标函数的可积性,在正常的二次型目标函数的基础上,引入一个衰减因子e^-bt。最后通过求解非对称黎卡提方程,求出控制器的参数,得到最终控制律;3.将上述扰动抑制控制律应用于AMT车辆起步过程的离合器滑摩控制上,进行仿真和试车实验验证。结果显示,不论是仿真还是实际应用,本文提出的控制律都能够有效抑制外界时变扰动。另外,通过与传统基于规则的控制方法设计的对比,说明提出的控制器能够减小参数标定工作,提高控制器开发效率;4.采用三步设计方法解决非线性过驱动系统输出跟踪问题。控制器推导过程中可牺牲与系统输出不直接相关变量的跟踪性能,以保证系统输出的瞬态跟踪性能。最后推导出的控制律能够保证系统输出渐近收敛于目标值,且控制器形式易于实现;5.提出了一种新构型的AMT混合动力汽车动力传动系统,并对其换挡过程的进行分析,以得到换挡过程中发动机调速的控制目标。首先利用ADAMS软件进行发动机调速对AMT车辆驾驶品质影响的验证进行验证,然后进一步采用三步法进行发动机调速控制仿真。结果表明,提出的非线性过驱动系统跟踪控制能够在瞬态和稳态工况下有效且合理地调节系统的冗余驱动输入,系统输出跟踪结果能够达到预期水平。