中国大学生无人驾驶方程式大赛(FSAC)顺应了智能化与节能环保的汽车技术发展潮流,其中,FSAC赛车的驱动系统是其核心零部件,直接影响赛车的比赛成绩,因此,设计与研究FSAC赛车的驱动系统具有重要意义。在FSAC比赛中,高速循迹测试是一项非常重要的比赛项目,为此确保FSAC赛车的高速循迹性能尤为重要,它可由赛车的路径追踪性能来评判,而赛车的侧向稳定性又直接影响着路径追踪性能。本文基于广东工业大学FSAC赛车A05,设计和研究其后轮双电机分布式驱动系统及其控制算法,通过增强赛车的侧向稳定性,进而提高路径追踪性能,主要研究内容有:(1)在介绍了FSAC赛车的基本结构之后,对赛车驱动系统的结构和布置方式进行了探究,并分析了FSAC比赛的四大比赛项目,确定了驱动系统的性能指标,对驱动系统的动力电机、传动比和电池组进行参数匹配。(2)在设计驱动系统控制算法之前,本文首先建立了系统模型,包括基于自然三次样条插值算法的赛道中心线模型、赛车运动学和七自由度动力学模型、赛车理想模型以及自主转向模型。(3)考虑到赛车车速的变化对系统控制性能的影响,采用T-S模糊建模技术重构了系统状态空间模型,然后基于模型预测控制原理设计了多目标控制器,再通过轮胎力矩分配器最优地分配左右后轮的驱动力矩,最终实现赛车的侧向稳定性控制和路径追踪控制。为了进一步增强赛车侧向稳定性,用模糊自适应控制原理设计了驱动力矩增益环节,对左右后轮的驱动力矩进行调节。为了验证所设计的驱动系统的合理性及控制算法的有效性,本文基于CarsimSimulink联合仿真平台,分别设置了双移线仿真工况和三弯道仿真工况来模拟FSAC比赛中的操控性测试项目和高速循迹测试项目。仿真结果表明,所设计的后轮双电机分布式驱动系统及其控制算法有效增强了赛车的侧向稳定性,从而有效提高了赛车的路径追踪性能。