快速发展的高铁是我国经济社会发展以及国家的重大战略需求,然而列车的运行安全是建设与发展铁路的前提,采用先进的控制技术是确保安全运行的重要途径之一。近几年来,车速的提高,轨道的不平顺等导致列车振动不断加剧,严重降低了列车的稳定性和乘客的舒适性体验。针对这种情况,本文提出了自适应容错Proportion Differentiation(PD)控制方法,有效减弱了列车的振动。本文主要的工作内容如下:首先是建立了高速列车的半主动悬挂系统模型。介绍了列车的振动方式和振动类型,然后对振动的分析建立了列车的车体,转向架,车轮的横移、摇头、侧滚振动的九个自由度的系统动力学模型,模型中考虑了列车部件参数的时变性和轨道平面、运行环境不确定性等带来的外部扰动,这对控制列车的稳定性带来了挑战。其次是白适应PD控制策略的设计。针对建立的九个自由度的半主动悬挂系统模型,研究与设计了自适应PD控制策略,在控制算法设计中,引入了符号矩阵N,解决了系统模型中增益矩阵B的非对称正定带来的问题;然后应用Lyapunov稳定性理论,对所设计的控制系统进行了稳定性证明和分析;最后通过MATLAB数值仿真实验验证了所设计的控制器具有良好的减振性能。然后是自适应容错PD控制策略的研究与设计。由于列车运行过程中线路以及周边环境存在诸多未知的变化,执行器可能出现故障,于是基于执行器故障建立了相应的系统动力学模型;在此基础上,设计了自适应容错PD控制策略;然后选取了合适的Lyapunov函数进行稳定性证明与分析;最后MATLAB仿真验证了此算法的有效性。此控制算法不仅保留了传统PD控制结构简单,成本低的优点,还无需人为估计参数,可以自动调节参数,且不依赖于精确的系统模型,可以控制非线性系统,有很好的鲁棒性和容错能力,有效地调节和抑制了列车的振动,保障了列车的平稳运行,有很高的使用价值。最后对提出的自适应容错PD控制方法策略与传统PD方法进行了对比。选取绝对误差积分Integrated Absolute Error(IAE)为性能指标,对设计的自适应容错PD控制方法策略和传统PD方法进行了 MATLAB仿真,仿真结果表明,提出的自适应容错PD控制方法具有很好的容错能力和自适应调节能力,表现出较理想的控制性能。