近年来,随着资源短缺、环境破坏等问题日益严峻,车辆队列能耗优化控制技术在降低能源消耗、减少污染排放等方面展现出明显的优势,受到学术界广泛关注。然而,在实际应用中,车辆队列控制受到车辆队列通信拓扑结构、车辆动力学模型等实际因素的限制,进而对车辆队列的节能效果产生一定的影响。因此,本文从优化控制的角度出发,综合考虑车辆队列控制在实际应用中所面临的限制条件,设计不同情况下面向能耗优化的车辆队列控制算法,并从理论分析与仿真实验两方面验证所提算法的可行性与有效性。主要研究工作和成果如下:（1）针对集中式通信拓扑下车辆队列的能耗优化控制问题,通过精确反馈线性化得到车辆队列三阶动力学模型,结合领航车跟随式（Leader Following,LF）通信拓扑,构建面向能耗优化的车辆队列控制模型。在此基础上,通过优化控制的方法设计车辆队列能耗优化控制器,并分析优化算法的可行性与有效性,使得车辆队列能够更有效地减少行驶能耗。（2）针对分布式通信拓扑下车辆队列的能耗优化控制问题,首先根据代数图论分析车辆队列内的信息交互模式。再结合车辆队列的轨迹跟踪误差以及控制输入,构建面向能耗优化的车辆队列控制模型。在此基础上,通过线性化的方式调整车辆队列优化控制的约束条件,并利用LQR控制理论,设计面向能耗优化的车辆队列控制算法。最后,通过数值仿真的方式验证所提优化算法的可行性与有效性。（3）考虑空气流动阻力下的车辆队列能耗优化控制问题,首先分析队列行驶车辆空气阻力系数与车辆间距之间的影响规律,并构建基于异构空气阻力系数的车辆队列非线性动力学模型。在此基础上,设计基于滑模控制的车辆队列控制方法,并根据该控制输入形式,构建稳态下的车辆队列能量消耗优化模型。最后通过优化控制的方式,计算面向能耗优化的车辆队列车间距调整策略。