随着人工智能研究的成果落地应用,5G通讯技术的成熟,都极大地推动汽车在智能化、网联化方面的发展。有关无人车辆的研究比赛和实路测试日益增多,在智能车辆的车道保持和换道中控制问题也逐步暴露出来。本文以研究智能车辆的车道保持与换道的协同控制为中心,搭建前后转向整车单轨横向动力学模型,并结合驾驶员预瞄模型,建立车道保持的整车控制模型。考虑车辆不确定性参数有界时变和慢变的两种情况,设计不同的车道保持控制律,基于准滑模变结构控制能抑制抖振的优点,设计含有饱和函数的切换函数,完成车道保持控制器的设计,并运用Lyapunov稳定性理论验证了控制系统的稳定性。通过Matlab软件仿真,验证了车道保持控制器的效果。设计智能车辆换道期望的横向加速度率,进而求解换道的轨迹。考虑车辆换道的侧滑问题,基于终端滑模变结构控制方法,设计了以车辆横摆角误差和车辆侧滑位移为控制目标的控制器,用直接自适应方法对车辆不确定性参数进行在线估计。运用Lyapunov函数分析控制系统的稳定性,用Matlab软件仿真,验证了车辆换道控制器的效果。搭建一个兼顾精度和实时性的二自由度稳态回转车辆动力学模型,通过Carsim软件验证其计算出轨迹的准确性。将主车当做一个独立单元的情况下,在主车车体坐标系中,建立包含周围交通车辆动态信息的搜索空间,并考虑交通车辆运动不确定性因素,周围车辆概率性轮胎转角轨迹簇组成搜索空间的动态障碍物,预测出基于主车轮胎转角的轨迹簇,使用安全性与舒适度评价指标,进行轨迹决策,选取了最优轨迹。结合智能车辆的车道保持控制和换道控制,设计了过渡式的协同控制器,仿真验证了过渡式控制器的可行性。通过考虑不确定性因素的轨迹预测方法规划出车道保持和车辆换道的轨迹,采用全局快速终端滑模控制方法,设计了基于前后丶转向的协同控制器,分析其控制系统的稳定性,并用Matlab软件仿真,验证了对预测出的轨迹的跟踪效果。结合目前车辆发展情况,设计出仅前轮转向的协同控制器,并仿真验证了高车速下的控制效果。