随着社会生产力与汽车技术的快速发展,汽车保有量逐年增加,而传统驾驶员驾驶汽车存在的交通问题也会越来越多。无人驾驶技术以及无人驾驶汽车是人类汽车工业发展的结晶,代表了目前汽车研究领域的最高技术水平,也是未来汽车发展的趋势。另外,随着常规无人驾驶车辆技术的发展,大学生方程式汽车大赛无人驾驶化趋势也越来越明显。而无人赛车纵向控制系统作为无人驾驶赛车关键技术之一,它是大学生方程式赛车无人驾驶化能否实现的基础。因此,设计高稳定性、高可靠性的纵向控制系统并对其特性展开研究具有重要意义。本文主要以无人驾驶赛车纵向控制系统为主要研究对象。首先,以纯电动方程式赛车为平台,分析确定了无人驾驶赛车整车布置方案,并进行了赛车改装部分的结构设计,同时对赛车所用相关传感系统设备进行了分析,对整车系统参数进行了匹配计算。其次,在对无人驾驶赛车纵向动力学分析研究的基础上,设计了一套包括基于增量式PID控制算法的无人驾驶赛车加速控制系统、基于模糊自适应控制算法的无人驾驶赛车制动控制系统、考虑了路面制动以及零控制阈值区的加减速切换控制系统三个系统在内的无人驾驶赛车纵向控制系统。最后,分析了无人驾驶方程式大赛赛事项目,通过构建carsim-simulink联合仿真平台,在接近真实赛道路面条件下对无人赛车纵向控制系统进行了高度接近比赛工况的模拟仿真试验,降低了因为仿真条件失真带来的误差影响,验证了本文设计的无人驾驶赛车纵向控制系统的有效性与稳定性。本文针对无人驾驶方程式赛车纵向控制系统的设计研究工作对项目组以及我校无人驾驶方程式赛车研发工作有巨大的推动意义,是我校对无人驾驶方程式赛车研究工作的首次涉及,填补了我校无人驾驶赛车技术的理论研究空白。