汽车试验用驾驶机器人是用于汽车道路工况试验和在转鼓试验台上进行的汽车驾驶操纵性、经济性、动力性、耐久性、排放性能等试验的汽车驾驶机器人。该机器人可以对汽车换挡手柄、油门、离合器和制动踏板等进行协调操作,从而达到替代人类驾驶员驾驶汽车进行试验的目的。本文在分析驾驶机器人功能需求的基础上,提出了一套比较完善的总体控制模型,此模型从控制的角度出发把驾驶机器人分为决策级、协调级、驱动级。在驱动级中,本文对换挡机械手的机构进行了设计并进行了原理样机的仿真与虚拟实验。结果表明该换挡机械手完全实现了换挡动作的解耦,结构紧凑,具有很高的实用性。通过详细的建模与仿真对制动机械腿、离合与油门机械腿进行了方案论证,通过实验验证提出了制动机械腿气压位置伺服系统中摩擦力补偿的方法,通过工作点线性化对气动系统的特性进行了分析,运用分段变增益的控制算法解决了气动系统由于非对称缸引起的正反向运动不对称问题。通过古典控制理论设计了离合与油门机械腿永磁同步伺服电机位置控制系统中三个环的控制器。在协调级中,本文对驾驶员的驾驶行为进行了合理的简化,提出协调级中换挡逻辑控制器的控制算法并对其进行了仿真实现。在决策级中,本文基于预瞄—跟随控制理论设计出了运用于车速跟踪控制的驾驶员车速跟踪控制器,从车辆的动力学出发,推导了动力性换挡与经济性换挡两种换挡策略中的具体算法实现。最后,将建立的驾驶机器人的各个子模型与基于AVL CRUISE软件的车辆模型进行了联合仿真,对车辆跟踪控制器与换挡策略分别进行了仿真验证。并对子执行机构进行了部分实验验证。