智能驾驶技术是当前世界汽车工业的竞争焦点,具有广阔的应用前景。深入研究与开发智能车辆技术,不仅可以提高车辆的控制水平还能使车辆保持安全稳定地行驶。本文主要是研究智能车辆的轨迹跟踪控制相关问题。首先,本文建立了简化的目标车辆动力学模型和基于魔术公式的轮胎模型,作为设计模型预测控制器的模型基础。其次对模型预测控制算法进行了推导,且将目标车辆非线性动力学模型转化为了线性时变系统。然后设计搭建了基于车辆动力学模型的轨迹跟踪控制器,包括线性化误差模型、目标函数以及约束条件,并且在MATLAB/Simulink和Car Sim联合仿真平台上验证了所设计的轨迹跟踪控制器在不同速度工况下和不同附着系数工况下的性能,结果表明本文所设计的轨迹跟踪控制器能适应车速的变化和路面附着条件的变化,具有较强的鲁棒性。最后结合避障规划建立了轨迹规划层和轨迹跟踪控制层相结合的分层控制系统,分别搭建了基于模型预测控制的带避障功能的轨迹规划器和轨迹跟踪控制器,并搭建了MATLAB/Simulink和Car Sim联合仿真试验平台,分别验证了车辆在直线和双移线两种工况下对不同速度和不同数量障碍物条件下的跟踪控制稳定性,结果表明本文所设计的分层控制器实时性较好,跟踪效果好并且具有较高的准确性和可靠性,可以使目的车辆在满足车辆安全行驶条件的基础上实现避障。