自适应巡航控制系统(ACC)能够有效改善随着汽车保有量快速增长而引起的行车安全、驾驶舒适、交通拥堵等问题,但由于传感器技术应用瓶颈,获取到的行车状态数据有限,在低速、弯道和换道等行驶过程中,驾驶的舒适性和稳定性较差。随着车联网技术的发展,协同式自适应巡航控制(CACC)在自适应巡航控制的基础上,通过专用短程通信技术(DSRC)快速并精准地获取前车与本车的各项行驶数据,实现车车通信,从而弥补了自适应巡航控制系统的缺陷,增强驾驶体验度和行驶安全度。本文通过理论分析和仿真研究对CACC系统中若干关键技术展开研究,以提高车辆在多种行驶工况下的应用能力。首先,基于车辆动力学理论,在CarSim软件中通过结构改造和参数匹配,搭建出完整CACC车辆动力学模型,包括七大子系统的特性:车体、轮胎、转向系、悬架、制动系、传动系和空气动力学,并重点分析了前四大子系统;其次,在常见车间时距策略——固定车间时距(CTH)和可变车间时距(VTH)的算法分析研究基础上,引入时间距离概念,构建了驾驶员心理场等势线,提出了基于驾驶员心理场理论的车头间距的优化策略,并将此策略基于CarSim和Simulink进行了数字仿真验证,结果表明考虑驾驶员心理场效应后,车辆具有更好的抗干扰能力,且车辆速度、加速度以及车间距变化更加平顺;再次,在CACC系统控制层的主要功能基础上,分析了PID控制算法、滑膜变结构控制算法、模糊控制算法,并针对CACC系统在通过DSRC接受的车辆行驶数据时,一般会存在延时或丢包等问题,提出了一种双控制结合的CACC控制器:在数据接受情况良好时,设计了模糊PID控制器,在数据接受情况不稳定时,设计了模糊滑膜控制器,充分发挥了不同算法的优势和车辆控制时的稳定性和鲁棒性。最后,为了检验基于心理场理论的车头间距策略和模糊PID控制器和模糊滑膜控制器的控制效果,利用Matlab/Simulink与CarSim进行联合仿真,构建出CACC系统离线仿真平台,通过选择五种常见的典型行驶工况进行了仿真分析,依据仿真结果数据验证所开发的策略及控制算法的精准性和鲁棒性。