本文以高速磁浮列车主动导向系统为研究对象,对导向搭接系统进行了动力学建模;针对电流环的优化问题、导向起浮过程的优化问题和导向间隙的跟踪优化问题,基于自抗扰控制理论设计了导向优化控制算法;通过仿真验证了算法的鲁棒性;基于时速600公里高速磁浮实验原理样车测试了算法的实际应用效果。本文主要从以下几个方面进行了研究:1、本文首先进行了导向搭接动力学建模。通过分析导向搭接系统的结构和悬挂关系,构建了导向搭接系统等效模型,使得复杂的导向搭接系统简化为一个空间运动刚体。根据刚体的动力学分析理论,建立了运动坐标系,推导了导向搭接系统的横向偏移方程和偏航方程,构成了导向搭接系统二自由度动力学模型。2、为了便于控制算法的设计,将导向搭接系统模型一分为二,建立了单端导向系统模型,并通过电流环设计将其降阶为二阶系统。介绍了自抗扰控制算法的思想和基本结构,并进行了跟踪微分器、扩张状态观测器以及非线性状态误差反馈控制律的初步设计。结合导向控制的实际问题,基于自抗扰算法对电流环和间隙环进行了优化设计,构建了导向控制性能优化框架。3、针对自抗扰算法参数较多而带来的参数整定问题,提出了基于多种群遗传算法的分步整定方法。在优化ESO时,采用ESO的跟踪误差绝对值和积分作为目标函数,保证了ESO快速、精确地跟踪系统状态。在优化NLSEF时,使用误差量、控制量和调节时间惩罚量的组合方式构成目标函数,保证了NLSEF无超调的快速跟踪参考间隙值。通过仿真结果可知,在参数整定过程中,多种群遗传算法相较于标准遗传算法具有更快的收敛速度,并且不容易陷入到局部最优解。4、基于导向搭接系统二自由度动力模型,搭建了导向搭接系统曲线运行仿真平台。通过该平台对导向优化控制算法的鲁棒性进行了测试。通过改变线圈电阻,测试了算法对阻值扰动的鲁棒性。通过改变列车行驶的速度,测试了算法对速度的鲁棒性。通过改变系统的垂向载荷,测试了算法对于垂向载荷变化的鲁棒性。为了对导向控制算法的实际应用效果进行测试,选取了时速600公里高速磁浮实验原理样车上的一组导向控制单元进行试验。试验内容包括:导向起浮测试、直线运行测试和曲线运行测试。测试结果表明算法具有良好的控制效果。本文提出的高速磁浮列车主动导向系统优化控制算法,已在时速600公里高速磁浮实验原理样车上通过初步测试。论文成果对高速磁浮列车主动导向控制系统的设计具有参考价值,可以进一步推广应用。