近年来,高速铁路运输在社会经济中扮演着越来越重要的角色,与传统列车相比,高速列车更快速、经济、环保。但是其对控制系统的要求也越来越高。传统的集中控制方法虽然应用广泛,但实际控制效果仍有待提高。因此,建立高速列车多质点模型以便更准确地描述其动态运行特征,同时研究更加有效的高速列车控制策略来实现准确跟踪,具有重要意义。本文在对高速列车的研究现状进行深入调研的基础上,详细介绍了高速列车的建模和控制方法,然后针对多质点模型提出控制策略。论文分别针对单车和多车系统模型,借鉴多智能体一致性技术,提出分布式控制算法,主要研究内容和结果如下:首先,论文对单个高速列车的分布式巡航控制问题进行了研究。针对具有多节车厢的单个高速列车的分布式巡航控制问题,设计一个分布式控制器,使列车实现安全运行,所有车厢均能跟踪期望运行速度,并且在运行过程中,任何相邻的车厢间始终保持安全距离。将相邻车厢间的耦合连接结构考虑为一个无向的物理连接交互图,而速度信息交换模式被看作是一个包含有向生成树的通信拓扑图,论文基于一致性技术提出了一种解决问题的新方法。最后通过仿真表明了所设计算法的有效性。接着,论文考虑多个列车的分布式巡航控制问题,设计分布式控制方案,使得多个列车可以分别跟踪各自的期望速度,同时避免列车间发生碰撞,确保列车的安全运行。论文在集群一致技术的基础上开发了一种新的方案来解决这个问题。与现有的集中控制或分散控制方案相比,分布式控制设计方案的优点在于对每节车厢进行控制器设计时,仅利用自身和相邻车厢的测量信息(即位移和速度信息),而不需要得到所有车厢的信息;此外,该方法完全通过图形拓扑条件来解决问题,因此很容易得到验证。最后通过仿真验证所提算法的有效性。本文建立了高速列车多智能体系统模型,针对其模型特点和一致性分析,分别设计了单车和多车系统的一致性控制算法,理论分析证明了系统的稳定性,并通过仿真结果验证了所设计算法的有效性,为高速列车分布式控制算法的研究提供了一定的理论基础。最后,对全文做了总结和未来工作的展望。