随着运行速度和运行里程的增加,高速列车面临着越来越多的动力学问题,传统被动悬挂难以满足所有要求。因此国内外提出各种主动控制方案,以进一步改善车辆在极端工况的动力学性能。本文针对高速列车提出一种基于构架横向振动的主动控制方案,该方案将惯性作动器安装在转向架的前后端梁。通过由惯性作动器产生的的主动控制力提高车辆蛇行稳定性和直线运行性能,该方案具有控制效果好、安装方便和结构可行性强的优点。论文首先建立单个转向架横向动力学模型,该模型共有3个刚体,6个自由度。在构建状态方程后考虑到整个系统的能控性和能观测性,又将其划分出一个构架振动控制子系统,通过反馈构架振动状态实现构架振动抑制从而提高转向架横向动力学性能。并通过转向架比例试验台验证基于构架横向振动的主动控制方案能够有效提高转向架蛇行稳定性。随后在SIMPACK中建立整车多体动力学模型并考虑不同踏面及轨底坡,分析以构架横向振动位移和横向振动速度作为子系统反馈状态量的主动控制方案在不同反馈系数及运行工况下对车辆线性稳定性、非线性稳定性、直线运行性能的影响。结果表明:以构架横向振动位移和振动速度作为反馈状态量实现构架横向振动主动控制的方案均会影响车辆的动力学性能,但影响程度存在差异。针对车辆二次蛇行,两种控制方式均能起到改善车辆稳定性的作用。构架横向振动位移反馈能够提高车辆在故障态下的非线性稳定性,构架横向振动速度反馈能够提高车辆在踏面磨耗及抗蛇行减振器故障态下的非线性稳定性。针对车辆一次蛇行,构架横向振动位移反馈较构架横向振动速度反馈其控制效果明显。此外两种控制方式均能提高车辆在故障态下的直线运行性能。最后通过LQR控制方法获得了包含构架横向振动位移和速度的反馈增益矩阵,并将其运用至仿真分析中。在此基础上研究惯性作动器固有频率、阻尼比和质量对控制效果的影响。结果表明:通过LQR控制理论得到的增益矩阵K能够有效的提高车辆线性稳定性和非线性稳定性,并能起到改善车辆直线运行性能的效果。当作动器固有频率为1~2Hz,阻尼比为0.3,质量为200~250kg能够实现较好的控制效果。