高速列车在我国交通运输体系中占据重要地位,其乘坐舒适性能和运行安全性能备受广泛关注。为了改善高速列车的乘坐舒适性能和运行安全性能,最有效的办法之一是通过控制悬挂系统来减小列车运行中的横向振动,故悬挂系统的控制策略尤为重要。鉴于高速列车的悬挂系统普遍采用综合性能优越的半主动悬挂,过去的几十年里半主动控制策略得到了广泛的关注并取得长足的发展。而高速列车的进一步提速必将对半主动控制策略的性能提出更高的要求,因此有必要探索更为有效的列车半主动悬挂系统控制策略。本文首先介绍了国内外主动、半主动悬挂技术的应用与研究,回顾了高速列车半主动减振技术的研究历程,并详细论述了几种车辆半主动悬挂控制策略。其次,分析了高速列车构造及动力学性能,并基于SIMPACK建立了高速列车整车动力学模型。然后,基于Matlab/Simulink仿真软件建立了联合仿真平台,为后续算法的实现与验证作准备。在充分调研的基础上,本文从改善列车乘坐舒适性能和运行安全性能的角度出发,针对高速列车半主动悬挂系统的控制提出了三种半主动控制策略:(1)基于混合天棚/地棚阻尼控制的半主动安全控制策略。充分分析传统天棚阻尼控制策略缺陷:天棚阻尼控制控制策略可能加剧列车簧下质量横向振动、增强轮轨间相互作用从而恶化列车运行安全性,提出了与地棚阻尼算法相结合的混合天棚/地棚阻尼算法,扬长补短,达到降低列车运行时振动、提高列车稳定性的目的。仿真实验分析得出:列车在250km/h速度下,当=0.8时,混合天棚/地棚阻尼控制的平稳性相比被动控制提高了28.7%。随着的增大,混合阻尼控制策略对车体的横向振动抑制效果越好,而对转向架和轮对的横向振动抑制作用越差。的增大表明越倾向于对车体的振动控制,而减小则倾向于对转向架和轮对的振动控制。(2)分数阶天棚/地棚控制策略。天棚阻尼算法是根据转向架及车体的速度变化,通过调整阻尼系数的大小调节控制力的大小,但它无法改变控制力的相位,为了优化天棚阻尼控制,提出了分数阶天棚阻尼控制策略。仿真实验表明:列车在250km/h速度下,分数阶天棚/地棚控制策略平稳性指标比原模型被动减振提高了29.1%。(3)面向脱轨问题的改进天棚半主动安全控制策略。为了有效抑制列车运行中的脱轨系数,创新性地引入了轮轨横向接触作用力作为输入变量。根据轮轨状态信息控制横向悬挂系统以减弱轮轨间的相互作用,进而抑制脱轨系数,改善列车运行中的横向稳定性。仿真实验表明:列车在250km/h速度下,面向脱轨问题的改进天棚半主动安全控制平稳性指标由原来的2.1794减低至1.4232;在400km/h速度下,面向脱轨问题的改进天棚半主动安全控制的脱轨系数与天棚阻尼控制相比得到明显改善。最后对研究工作进行了总结,并指出了需要进一步研究的问题。