随着国家排放法规要求越来越严格,天然气作为一种清洁能源,以天然气为燃料的发动机系统逐渐受到更多的青睐。另一方面,在汽车电子行业,各模块控制精度要求越来越高,控制单元日趋复杂,为了规范软件接口、方便软件的移植与维护,AUTOSAR架构便应运而生。因此,本文深入研究并设计了基于AUTOSAR架构的预混燃气发动机的空燃比控制策略。本文首先对燃料电子节气门以及空燃比系统分析并建立了相应的数学模型。燃料电子节气门作为空燃比系统最关键的执行机构,本文针对节气门系统的非线性以及参数难以获取的问题,提出了一种自适应滑模控制策略,并基于模糊控制理论,提出了一种滑模运动边界层自适应策略,降低了系统滑模运动的抖振,最后证明了系统的稳定性。针对空燃比控制中的时间延迟问题,本文提出了基于状态空间的离散模型预测控制策略,然后使用Laguerre函数实现对问题的重构并对控制器进行优化,大大降低了模型预测控制算法的计算量,并给出了Laguerre函数参数设计的指导性原则,最后利用积极集法解决了控制器受约束的问题,同时证明了系统的稳定性。利用Matlab/Simulink与GT-Power联合仿真,验证了控制算法的有效性。本文基于英飞凌32位微处理器TC1782实现了AUTOSAR基本架构。通过引入基于模型的设计思想,完成了节气门以及空燃比控制器的嵌入式实现,并将其封装成应用层软件集成入AUTOSAR架构,完成了实验软件平台的搭建。最后以潍柴WP10发动机为对象,搭建了物理实验平台并进行了台架实验,取得了较好的实验效果。结果表明本文设计的节气门滑模控制器以及空燃比的模型预测控制器有着较为理想的实际效果,具有很好的应用前景。