随着高速列车的不断提速,其运行的安全性备受关注。良好稳定的制动系统是高速列车安全运营的重要保障。目前高速列车主要采用电制动和空气制动复合制动方式。电-空制动力合理有效分配对于列车制动系统性能的提升有着重要意义。另一方面,列车制动力的发挥主要依赖于轮轨间的黏着力。然而列车运行环境复杂多变,轮轨间的黏着状态不易检测。各车施加的制动力大小与轮轨间黏着也有着密不可分的联系。因此良好的黏着控制方法以及合理有效的制动力分配策略的研究对于高速列车的安全运行至关重要。为此本文在现有的制动力分配策略及黏着控制方法的基础上展开以下研究:针对现有高速列车在电-空制动力分配策略中没有过多考虑各车不同黏着限制,从而难以有效发挥各车可用制动力的问题,在电制动控制优先的基础上,提出一种以总的黏着利用率最大为目标函数的空气制动力优化分配算法。首先结合黏着基本理论,给出优化分配要求,从而建立空气制动力优化分配的目标函数。为提高分配算法的有效性,引入分配约束条件,并根据目标函数的特点转化为二次规划求解。并利用Matlab/Simulink软件对高速列车两种制动工况下空气制动力分配进行了仿真分析,结果表明,与传统的载重比分配方法相比,本文优化分配策略可充分利用各拖车不同的黏着限制,减小动车承担的总制动力,能有效降低制动过程中动车出现的打滑现象,从而可提高列车制动的平稳性。针对列车制动过程中制动力难以有效发挥及存在未知扰动控制器难以设计的问题,本文提出一种基于参数估计及滑模观测器的非奇异终端滑模控制算法。首先以单轮对受力模型为基础,建立含有未知黏滞摩擦系数及扰动的列车制动动力学模型。为处理列车制动运行不可避免存在的未知量,设计两个滑模观测器对未知量进行观测,并反馈到非奇异终端滑模控制器的设计中,以此提高系统的鲁棒性。通过Matlab/Simulink仿真平台,对本文设计的滑模观测器以及控制器的效果进行验证。仿真结果表明本文控制算法对时变的轨面环境有很好的适应性,与PI控制方法对比表现出较好的优越性。