驾驶员作为人车路闭环系统的核心要素,其驾驶控制行为对整个闭环系统的研究具有重要的意义。其中,驾驶员在转向过程中承担判断、决策和执行功能的主要是视觉系统和神经肌肉系统,研究这二者的相互作用机理及融合特性已经成为国内外的研究热点之一。因此,本文在调查国内外驾驶员模型的基础上,通过分析视觉行为和神经肌肉行为之间的作用机理,提出了两点预瞄视觉模型和神经肌肉系统模型相融合的驾驶员转向模型,能够在仿真过程中模拟驾驶员转向避障的情形,验证了两点预瞄相较于单点预瞄跟踪性更好的优点以及视觉补偿系统和神经肌肉系统中各参数对车辆状态输出的影响。本文的具体研究内容如下:首先,通过建立车辆道路系统模型,为后续建立人车路闭环系统整体模型做好铺垫。为描述车辆实际运动轨迹与理想道路轨迹之间的位置关系,建立了运动学模型;运用受力平衡方法分析车辆横向运动,建立车辆轮胎模型;通过对电动助力转向系统进行力矩平衡分析,推导出人车路闭环系统的力矩平衡方程;为模拟驾驶员转向避障行为,利用MATLAB获取单移线道路轨迹,然后将采集到的各点横纵坐标输入到CarSim中拟合出仿真道路。其次,通过分析驾驶员在转向过程中的视觉注意机制,选取两点预瞄机制建立视觉模型。根据模型推导出近预瞄点处和远预瞄点处的侧偏角计算公式,利用CarSim求解公式中的未知参数;将解得的两处侧偏角作为视觉模型的输入,建立了一个包含视觉预测、视觉补偿和信号传递延迟三部分的两点预瞄视觉模型;基于神经肌肉系统的机械特性,对已有神经肌肉模型进行简化处理,建立了一个包含前馈控制、反馈控制以及肌肉动态性控制的神经肌肉系统模型。最后,通过对转向行为进行整体分析,得到了驾驶员视觉系统和神经肌肉系统之间的相互作用关系。通过分析换道避障过程和影响驾驶员换道行为因素,将方向盘转角的跟踪效果作为仿真中评判转向是否平稳的依据;进一步建立融合两点预瞄视觉模型和神经肌肉系统模型的驾驶员转向模型,使其与车辆道路模型结合形成人车路闭环控制系统;利用数值仿真分析验证了模型搭建的合理性、两点预瞄相较于单点预瞄的优点以及视觉补偿控制和神经肌肉系统各参数变化对车辆状态输出的影响。