随着列车运行速度不断提高,容易造成车轮滑行甚至空转,这严重影响了高速列车运行的安全性。因此,研究一种含有蠕滑状态约束的最优黏着防滑控制策略具有重要意义。在列车防滑控制算法的设计上,与之密切相关的包括以下几个重要方面:首先要解决的是机车车体速度难以准确实时测量的问题,并且蠕滑率(或蠕滑速度)控制对其依赖很大;然后是针对列车防滑控制器的设计问题,要尽可能地避免列车运行中不确定的黏着条件对防滑控制的影响,保证列车安全、稳定地运行;同时针对于如何设计期望跟踪目标的搜索算法的问题也急需解决,即实现列车的实际黏着工作点渐近跟踪期望黏着工作点。本文为了解决上述问题,主要进行了以下三方面的工作:(1)针对高速列车车体速度难以测量的问题,提出了一种基于EKF(扩展卡尔曼滤波)算法,以轮轨动力学及机车黏着模型为基础,利用EKF对机车的轮对速度和车体速度进行近似估计;(2)针对高速列车运行中出现的防滑及稳定性问题,设计了一种列车的全局防滑控制策略。通过设计一种混合控制器的切换实现列车的全局防滑控制,并且在控制器的设计中引入非对称障碍Lyapunov函数,保障列车在可行黏着区域的稳定性;(3)针对期望跟踪目标的获取问题,设计了一种变步长搜索算法,并且采用了一种滑模观测器对轮轨间的黏着状态作近似估计,用于搜索列车当前路况下的期望蠕滑速度,进而实现预期的防滑控制目标。理论分析及仿真实验都验证了算法的稳定性和有效性,实现了预期的控制目标。此外,总结了本文的主要研究内容、不足之处以及下一步研究计划。