作为先进驾驶辅助系统的重要组成部分,自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control,ACC)系统能够有效降低驾驶员操作强度且提高汽车行驶安全性,近年来受到了国内外汽车厂商及研究机构的广泛关注。本论文基于分层式系统架构,对ACC安全车间距模型、上层决策算法及下层控制策略进行了设计,并应用模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)算法,兼顾车辆行驶的安全性、跟随性、舒适性和燃油经济性,研究了自适应巡航控制系统的多目标控制方法。本论文的主要研究内容包括:(1)基于分层控制方案对ACC系统的整体控制架构进行了设计;研究了定速巡航模式和跟随巡航模式的控制算法,明确了两种模式之间的切换逻辑;设计了安全车间距模型。(2)根据驱动和制动两种工况建立了能够模拟车辆运行过程、反映系统动态特性的车辆逆纵向动力学模型,选取广泛应用的基于阈值的切换策略进行两种工况的划分,并在此基础上设计了前馈加反馈的ACC系统下层控制策略。(3)采用MPC控制方法设计了ACC系统上层决策算法,根据安全性、跟随性、舒适性以及燃油经济性的优化目标建立目标函数及约束条件,并最终转化为带约束的二次规划求解问题。同时,基于模糊控制理论设计了变权重系数的方法。(4)基于Matlab/Simulink和CarSim联合仿真平台,选取包括定速巡航、跟随巡航、前车切入、前车切出以及紧急制动在内的五种典型工况进行仿真试验,结果表明所设计的控制算法对各工况都具有良好的效果,在不同的场景下能够兼顾多个控制目标。