汽车电动化和智能化已经成为目前汽车产业的热点,电动汽车也将会成为未来无人驾驶汽车的主体。循迹控制作为无人驾驶关键技术之一,是无人驾驶上游决策的执行者,直接影响了汽车的行驶性能。永磁同步电机作为电动汽车的动力源,其动力性能成为影响循迹效果的关键因素之一。本文针对电动汽车的循迹控制,对永磁同步电机驱动控制和循迹控制进行了研究,论文主要完成了以下内容:(1)根据电动汽车的行驶方程式,对大连理工大学自主研发的彩虹车进行了动力参数匹配,设计了永磁同步电机的性能参数,并对匹配的永磁同步电机设计了矢量控制。在Simulink环境下搭建了永磁同步电机的数学模型,并结合CarSim完成联合仿真。对整车运行环境进行了建模,仿真分析了电机的动力性能和整车的速度跟随性能。(2)研究了无人驾驶车辆循迹控制器的输入和循迹控制的设计对循迹控制的影响。在循迹控制器的输入中研究了汽车的当前状态、汽车的定位和规划的轨迹间的关系;在控制器的设计中研究了状态方程的建立和控制策略的选择。建立了三自由度的汽车动力学模型和基于魔术公式的轮胎模型,基于汽车动态情况下轮胎的载荷转移特性,采用模型预测控制算法,建立了循迹控制器,并分析了轮胎动态载荷转移下纵向力和侧向力的变化情况。(3)搭建了Simulink和CarSim的联合仿真平台,设计了纵向PID、横向MPC的循迹控制器。考虑汽车运动学和动力学特性,通过拟合多项式曲线,对轨迹进行了路径规划和速度规划。对城市路况和高速路况进行分析,从道路设计和汽车动力性能的角度对轨迹的路径和速度进行了设计,并在联合仿真环境下对城市工况和高速工况进行了循迹控制的仿真分析。(4)基于dSPACE控制器和UWB室内定位模块,利用基于最小二乘法的定位算法,搭建了整车循迹控制的实验平台,对低速超车工况进行实验,验证了算法的实时性和可靠性,在低速工况下循迹效果良好。