在全面智能化的时代背景下,智能车辆已经成为集传统机械制造、自动控制和信息技术等融合研究的热点,也是解决交通安全、通行效率和降低交通污染等问题的关键一环。运动控制技术作为智能车辆其他关键技术的最后执行阶段,其中在大曲率道路行驶下的路径跟踪精度和行驶稳定性问题,影响到行驶安全性和乘坐舒适性,直接关系到智能驾驶技术落地并被人们接受。本文基于“国家重点研发计划项目(2018YFB1600701):新型多功能智能车载终端研制及应用”课题,在大曲率道路行驶工况下,对智能车辆的路径跟踪运动控制问题进行研究。首先建立智能车辆运动学模型和二自由度动力学模型。针对低速行驶工况,兼顾横向运动和纵向速度控制要求,设计能够适应低速大曲率行驶工况的路径跟踪策略。在中高速行驶工况下,考虑行驶稳定性和路径跟踪精度要求,设计中高速较大曲率行驶工况下的路径跟踪策略。其次对低速大曲率行驶工况下路径跟踪控制展开研究,设计智能车辆运动控制算法。横向运动控制中,基于五阶贝塞尔曲线设计动态路径规划器,建立转向轮转角前馈控制器,并依据位置偏差和航向角偏差建立PI反馈控制器,考虑纵向速度和位置偏差设计预瞄距离函数。纵向速度控制中,考虑预瞄点道路曲率和路面附着系数等信息建立速度决策模型,采用分层式速度控制器,上层控制器采用积分分离式PID算法,在下层控制器中基于逆纵向动力学模型获得节气门开度和制动主缸压力。接着对中高速较大曲率行驶工况下路径跟踪控制展开研究,设计基于粒子群优化的横向运动控制算法。建立单点预瞄动力学模型及其控制状态方程,设计改进的滑模变结构横向运动控制器,为使系统快速到达切换面附近并减小抖振现象,选用基于改进双幂次的新型趋近律,通过求解滑模等效控制量作为智能车辆转向轮转角。设计基于粒子群优化的最优预瞄距离算法,采用层次分析法确定适应度函数各指标权重系数,实现预瞄距离在不同道路曲率和纵向速度下的最优选取。最后建立MATLAB/Simulink和Car Sim联合仿真平台并进行仿真验证。构建低速大曲率道路和中高速较大曲率道路行驶工况,对本文设计的两种路径跟踪运动控制算法在其对应行驶工况下进行仿真验证。