随着地铁成为人们的主要出行方式，城市里地铁车辆的运输需求日益增长。直线电机轮轨交通有爬坡能力强和转弯半径小的特点，适合在情况复杂的城区应用。直线电机轮轨交通主要采用制动电阻消耗回馈制动能量。与消耗制动能量相比，对制动能量进行回收的储能装置吸收方式更加节能环保。不同于旋转式电机，直线电机的滑差率高，并且边端效应对列车再生制动影响显著。因此精确计算制动功率和能量，合理设定制动方式，是直线轮轨交通广泛应用储能技术的前提。
　　本文在现今的直线电机(Linear Induction Motor,LIM)的模型研究基础上，推导dq坐标系通用电机状态方程。针对磁链观测器计算分歧的问题，推导考虑边端效应的电流型磁链观测模型。对LIM状态方程模型在额定工况下仿真验证。对比现有实验结果显示，本文所提LIM状态方程模型和磁链观测模型准确度高。
　　本文设计含前馈解耦的LIM双闭环矢量控制模型。采用广州地铁4号线电机的数据和额定工况，对调速模型仿真。结果显示，电机模型速度动态响应迅速，调节符合地铁运行要求，模型能精确模拟广州地铁4号线区间运行和调速。
　　为解决直线电机滑差率大，再生制动过程短的问题，本文采用再生制动衔接直流能耗制动，并设计保持磁链转角不变的切换方式。采用仿真验证该制动切换方式，电机的电压、电流和磁链均未发生突变，列车按要求平稳制动。进而根据线路参数，采用本文LIM模型，仿真计算上下行制动功率和能量。对比牵引计算的再生制动功率和能量，本文仿真计算反映制动过程的实时特征。
　　基于直线电机轮轨交通的制动功率能量计算，为尽可能提高制动能量吸收率，本文分析储能式制动能量回收装置的工作原理，设计匹配区间制动能量的地面式超级电容储能装置，以及采用PID双闭环控制方式的双向DC/DC变换器。本文推导证明单一提高储能装置充电阈值对提高能量吸收率的效果有限。故以进一步提高能量吸收率和稳定直流网压为研究目标，提出采用列车实时功率、牵引网压限值计算的动态充电阈值控制再生制动储能系统的能量回收，并采用储能装置和制动电阻联合工作的能量管理策略。采用在广州地铁4号线区间计算所得的制动功率和能量，对常规单车制动和高峰时多车制动两种情况，计算储能装置和制动电阻最优吸收能量阈值。本文能量管理策略的仿真结果表明，单一提高储能装置充电阈值的方法对吸收率提高作用有限，而基于动态阈值的能量管理策略，能有效提高储能装置的制动能量吸收率，并稳定列车受电弓电压，确保不超限定值。