随着国家对交通运输行业的重视,重载列车在铁路货运方面越来越重要,重载列车的运行安全保障问题也逐渐受到关注。粘着控制系统是列车的牵引控制系统的一部分,它对列车的安全平稳运行起着重要的作用,提升轮轨的粘着利用率是提高列车牵引性能的主要途径,所以对列车的粘着控制研究是很有必要的。本文对重载列车在牵引工况下的粘着机理进行了分析,同时为了提高重载列车牵引性能,保障列车能够安全平稳的运行,对重载列车防滑粘着控制和最优粘着控制分别进行了研究,具体的研究过程如下:1、首先在查阅了大量文献的基础上,对国内外的粘着控制现状进行了介绍与分析,主要从再粘着控制和最优粘着控制两个部分进行阐述。其次对重载列车的粘着原理进行了说明,并且根据对重载列车牵引系统、运行过程和粘着机理的分析构建了列车动力学简化模型。2、针对重载列车在不良的轨面状况下容易打滑的问题,提出一种基于防滑约束的重载列车粘着控制策略,将防滑问题考虑为约束蠕滑速度始终位于粘着区内的问题。首先根据所建立的列车动力学模型,设计全维状态观测器对无法实时测量的粘着力进行估计,其次引入障碍李雅普诺夫函数对蠕滑速度进行约束,并结合反步控制法对期望蠕滑速度进行跟踪控制。仿真结果表明防滑约束控制算法能够实现对蠕滑速度的约束和对期望值的精确跟踪,解决重载列车在运行过程中的打滑现象。3、为了克服重载列车在不良天气及轨面状况下牵引力无法合理利用的问题,提出一种考虑系统不确定性的重载列车最优粘着控制策略,保证列车处于最佳的牵引性能下。首先利用串联滑模观测器得到粘着系数观测值,然后采用带遗忘因子的最小二乘和梯度下降法获得最优蠕滑速度,最后利用一步延迟估计方法对系统的不确定性进行估计,并设计离散积分滑模控制器控制电机转矩使蠕滑速度始终稳定于最佳蠕滑速度,实现对重载列车的最优粘着控制系统,仿真结果表明设计的粘着控制系统能够实现提高粘着利用率的目的。为了提高重载列车的牵引性能,本文从防滑约束粘着控制和最优粘着控制两个方面进行研究,并利用Matlab/Simulink仿真验证了两种控制方法的有效性和可行性,实现了预期的控制器设计目标,为今后的重载列车粘着控制提供了一定的理论基础和技术支撑。