虚拟轨道交通是一种近几年才发展起来的新型交通方式,它无需实体轨道,采用橡胶轮胎支撑车体,因此噪声更小,建设成本更低,综合了有轨列车和公共汽车的优点,是一种非常有发展前景的交通方式。虚拟轨道交通的核心技术包括循迹、驱动控制、虚拟轨道识别与导航等。本文依托虚拟轨道车辆项目,以解决虚拟轨道车辆直行、转向控制和驱动防滑问题为研究重点,设计了基于无刷直流电机的虚拟轨道车辆驱动控制系统。具体如下:首先针对虚拟轨道车辆无刷直流电机,详细分析了其工作原理,推导了不同PWM调制方式下电机换相转矩脉动的大小,并设计了转速外环、电流内环的电机双闭环控制结构。其次,基于Ackermann转向模型设计了虚拟轨道车辆前轮电子差速转向控制系统,针对车辆在低附着路面存在的驱动打滑问题,设计了基于最优车轮滑转率的驱动防滑控制算法。最后通过Car Sim与Simulink联合仿真平台,建立了虚拟轨道车辆驱动控制系统的仿真模型,其中与车辆和路面相关的仿真由Car Sim建立,与电机驱动控制算法相关的仿真由Simulink实现。仿真结果表明电机双闭环控制系统响应速度快,转速超调量较低,同时验证了驱动防滑控制系统的加入能有效减少车辆行驶在低附着路面时出现驱动打滑情况的发生。在此基础上,首先完成了以ARM+FPGA的虚拟轨道车辆驱动控制系统的硬件设计,其中ARM芯片负责与实验数据采集系统和主控芯片通讯以及进行指令下发和数据保存等,FPGA主要完成PWM脉冲生成、逻辑电平输入与输出、霍尔位置脉冲信号捕获、电机转速计算、模拟信号采样、故障信号处理等,其次为主控芯片设计了外围调理硬件电路。最后建立了虚拟轨道车辆驱动控制实验平台,并在对所设计的控制算法进行了实验验证的基础上,进行了车辆驱动控制行驶实验,实验结果表明虚拟轨道样车能实现四轮轮毂电机独立驱动控制和完成直线行驶操作,并且初步具备电子差速转向功能,与理论分析和仿真结果基本一致。