近年来随着经济迅猛发展和对外开放不断扩大,铁路所面临的运输压力越来越大,其运载能力跟不上我国经济发展的需求,铁路货物运载量在运输市场上所占的比例大幅度增大,这使得发展重载列车迫在眉睫。提高重载列车的运输能力并加快列车的速度,能够在很大程度上减轻铁路运输压力。但随着重载列车运货量不断增大,出现了列车的制动、缓解等问题,只有解决了这些问题,才能改进列车的制动性能。在这种时代背景下,电控空气制动系统(Electronically Controlled Pneumatic,ECP)应运而生。针对我国重载列车ECP制动系统的发展现状,本文首先对重载列车ECP制动系统进行了方案选择。然后对ECP制动系统进行硬件和软件设计,并介绍了各个功能单元的硬件结构设计和软件设计流程。最后根据ECP制动系统的特点和要求,研究并设计出模糊PID控制器,并利用MATLAB软件对模糊PID控制器和ECP制动系统建模与仿真,通过设置合适的制动参数,模拟重载列车最小常用制动、常用全制动、紧急制动等过程,研究在不同制动指令下ECP制动系统的制动、缓解等性能。仿真结果表明,本文设计的基于STM32的ECP制动系统能够有效提高重载列车的制动性能。该ECP制动系统可以很好地操控列车完成制动、缓解、阶段制动和阶段缓解等功能,司机还可以根据列车实际运行状况随时改变制动力的大小,充分体现了重载列车ECP制动系统的优越性。因此,本研究具有较好的市场价值和较高的应用前景。