煤矿是国家能源的重要组成部分。随着国民经济的快速发展,对煤矿资源的需求量越来越大。自从国外引入电力机车以来,矿用电力机车一直是矿山最重要的运输形式,而目前大部分矿用电力机车都是采用串电阻调速。该方法虽然比较成熟,但是有大量的能源消耗在电阻上,造成能源的极大浪费,这与发展节能经济相违背,所以电机车调速方式的改进是急需解决的问题。随着微机控制和电力电子技术的快速发展,出现了一种先进的调速方式,即直流斩波调速。直流斩波器应用于电力机车调速,节约了大量电能,且实现了电力机车无级连续速度调节,平滑性好,牵引起动力大。本文研究了一种适用于矿用电力机车传动的直流斩波调速系统。在转速、电流双闭环控制系统中,传统的速度获取方法是加装测速发电机或光电编码器,这些方法存在抗干扰能力不强、精度不够和增加系统成本等不足。直流电机无速度传感器控制系统是目前较新的研究热点,本文提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)算法的电力机车转速在线估计方法,该方法应用于直流电力机车有一定的创新性,弥补了传统速度传感器的某些不足,具有较好的实用价值和应用前景。对于转速的闭环控制,传统的控制方法是采用PID控制,本文将模糊控制理论应用于转速控制,获得了较快的动态响应。本文通过MATLAB建立了EKF速度在线估计的仿真模型和转速、电流双闭环仿真模型,仿真结果证明了本文所设计的系统具有较好的控制效果。在理论研究的基础上,本文采用单片机ADμC832设计了一套直流电机车斩波调速系统,完成了调速系统的软件设计,并完成了硬件电路的调试工作。本文在实现直流调速系统的无速度传感器方面进行了有意义的尝试,并取得了阶段性的研究成果。