中国高铁是我国走向世界的重要名片,已经逐渐成为中国人民中远距离出行的重要交通工具,这要求高速列车稳定运行的控制需要满足越来越多的性能指标。高速列车悬架控制算法是高速列车运行控制系统的重点技术。因此,高速列车的半主动悬架控制算法以其高节能性成为交通领域的研究热点。高速列车模型具有非线性、强耦合、多自由度的特点,给建模工作带来了严峻的挑战,且在运行过程中存在轨面水平不平顺和方向不平顺带来的随即扰动等,极大影响了列车的稳定运行。为此,本文结合滑模控制理论和有限时间控制理论,设计高效能、强鲁棒性和有限时间收敛的高速列车半主动悬架控制器。具体研究内容如下:1.针对根据高速列车的物理特性进行力学分析,修正了列车的弹簧系数、阻尼系数、质量系数矩阵,得到了修正后的高速列车的数学模型,使用五级线路谱来模拟列车行驶时轨道的随机不平顺输入信号,结合高速列车运行过程中所受到的随机振动,使用Simulink的仿真,搭建了高速列车17自由度横向半主动悬架系统模型。2.针对铁路轨面激振导致高速列车横向振动加重的问题,提出一项基于滑模观测器的高速列车横向半主动悬架控制算法。设计了基于滑模变结构的观测器,得到了未知干扰项的实时估计方法,进而计算未知干扰项观测值;通过设计基于滑模观测器控制算法,将未知干扰观测值作为反馈量输入到滑模控制器中,从而达到减弱振动的目的。通过仿真及实验验证,证明了所提算法的可行性和有效性。3.针对高速列车实际运行受扰上界未知的情况,设计滑模增益自适应观测器;然后,利用获得的扰动估计,借助加幂积分方法结合滑模控制器,建立一套列车在有限时间内实现对给定信号跟踪的控制算法。理论分析表明,所提算法可以保证列车在有限时间内实现安全运行。最后,通过仿真实验验证了所提加幂积分滑模控制算法的有效性。