单兵车是一种辅助行进的设备,可执行资源携带任务,自动跟随并快速移动到目标附近。该设备具有移动速度快、负载能力突出、可以在复杂环境中运行的优点,受到现代陆军部队的青睐。本文针对单兵车的结构进行分析,介绍其功能模块组成。车辆控制系统属于多输入多输出系统,控制量耦合问题严重,运动控制算法设计比较复杂。本文以差速模型车辆为主要研究对象,分析其运动规律并研究目标跟随和自主避障等相关控制算法。针对车辆的目标跟随问题,以超带宽技术（UWB）模块为状态反馈传感器,获取车辆与目标的实时相对距离和角度,设计并行PID控制器分别对距离和角度进行控制;对于控制量之间的耦合问题,采用对角阵解耦的思想减弱他们的耦合作用,实现两PID控制器间的独立调节;针对车辆在跟随过程中的自主避障问题,采用构建人工势场的方法,对目标和障碍物建立虚拟的李雅普诺夫势场,改进传统场函数存在的各种缺陷,讨论复杂环境下的局部最优问题解决方案;研究子目标点法在工程中的应用方案,并仿真验证其有效性。根据单兵车功能要求设计整车控制器（VCU）硬件电路方案,按照车规级标准选择微控制器和各种集成电路元件,设计各个功能模块原理图,保证控制器的稳定性和安全性。在CodeWarrior开发环境下进行程序开发,采取分层设计的思路分别对底层驱动和应用层进行编写,实现车辆行驶控制基本功能,并实现本文中研究的跟随避障控制策略,通过实验验证其有效性。结果表明单兵车控制器运行正常,跟随避障策略稳定且控制效果比较理想。