本发明涉及一种基于自适应非奇异终端滑模的虚拟编组列车协同控制方法，该方法包括：步骤A：建立“位移‑速度‑响应加速度”三阶运动学微分方程组的列车运动学模型；步骤B：定义编组中第一列车与预设目标曲线的速度跟踪误差、加速度跟踪误差，构造该列车的非奇异终端滑模面；步骤C：计算编组中其余跟随列车的目标曲线，并定义编组中跟随列车的组合误差，以及构造基于组合误差的非奇异终端滑模面；步骤D：分别进行虚拟编组第一列车与其余跟随列车的协同自动驾驶控制器设计；步骤E：考虑各列车未知参数估计值，利用李雅普诺夫稳定性理论，得到未知参数的自适应律。与现有技术相比，本发明具有保证了虚拟编组列车的运行安全等优点。