由于石油等燃料属于不可再生能源,而如今汽车的保有量一直呈现增长趋势,因此电动汽车技术成为解决能源与环境危机的必然发展趋势。相对于集中式驱动电动汽车,分布式驱动的传动方式可以明显体现出更加良好的动力学操控性,高传动效率以及简化的系统结构,于是分布式驱动电动汽车逐渐开始变成研究热点。本文以四轮独立驱动电动汽车为研究对象,对纵向动力学控制进行研究。利用分布式驱动汽车四轮转矩可独立控制的特点,考虑轮胎的动态特性和制动系统执行器的动态特性,基于分层控制理念,利用先进控制分配技术,实现车辆的稳定性控制并提高控制性能。主要完成了以下研究工作:(1)建立了整车动力学模型,并搭建了CarSim/Simulink联合仿真平台。利用CarSim软件搭建了模块化的整车动力学模型,并根据控制模型需求,配置了CarSim与MATLAB/Simulink软件之间的I/O口,完成整车模型与控制器模型的连接。(2)基于逆轮胎模型设计了稳态车轮滑移率控制策略。首先基于带约束的优化分配方法将目标纵向轮胎力进行分配,然后通过Dugoff逆轮胎模型求出目标滑移率,再利用滑模控制(Sliding Mode Control,SMC)对目标滑移率进行跟踪控制。最后对基于逆轮胎模型的轮胎力控制分配效果与不考虑轮胎动态特性的轮胎力控制分配效果进行了仿真对比。结果表明,本文所提出的考虑轮胎动态特性,基于逆轮胎模型,通过滑移率控制进行轮胎力控制分配的策略,有效地提高了轮胎力的控制精度,轮胎力绝对误差至少降低了51.10%。(3)基于执行器动态控制分配方法设计了极限工况下的滑移率控制策略。首先在上层控制器中通过滑模控制跟踪滑移率,防止车轮出现滑转和抱死,得到驱动防滑控制(Acceleration Slip Regulation,ASR)转矩和制动防抱死控制(Anti-lock Braking System,ABS)转矩。然后在制动工况下,下层控制器考虑电机和液压制动系统的动态特性,基于模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)动态分配的方法,对电机和机械制动进行转矩分配,实现复合制动。最后对基于模型预测动态控制分配算法的控制效果和纯液压静态控制分配算法的控制效果进行了仿真对比。结果表明,基于模型预测动态控制分配的方法使滑移率控制系统响应更快,且系统对目标滑移率和目标制动转矩的跟踪效果更好。(4)基于NI实时仿真系统,利用VeriStand软件,建立了CarSim车辆模型和控制策略模型的联合实时仿真平台,包括实时监控、数据采集以及交互控制系统,对本文设计的控制算法进行了实时仿真测试,验证了控制策略的实时性和有效性。