针对汽车纵向动力学建模存在较大不确定性的问题,设计了一种多模型分层切换车速控制系统。在不同汽车参数和工况下,辨识得到节气门开度到车速的传递函数,并建立不确定模型集合对其进行描述基础上,应用鲁棒控制理论对监督器和鲁棒控制器集合进行设计,实现了多模型分层切换车速控制。实验结果表明,与自适应控制器相比,设计的控制器对参数变化具有更快的调节能力,实现了更加快速准确的控制。