随着科学技术的不断发展,轨道交通行业也进入新的发展时期,作为列车牵引传动控制系统的核心组成部分,牵引控制单元（TCU）的设计与研制是十分关键的技术。近年来,随着高速列车故障预测与健康管理（PHM）研究的兴起,对列车牵引控制单元的功能提出了高速数据通信和大容量数据存储等功能要求。对这两方面进行深入的研究,对轨道交通行业的智能化和数字化提升有重要价值。本文基于混合动力动车组项目,设计了一个同时具备大容量数据存储和高速数据通信功能的新型牵引控制单元,用于满足当前高速列车故障诊断和寿命预测的研究需求。在深入研究当前轨道交通牵引控制单元的研究现状的前提之下,为实现牵引控制单元的高速数据通信和大容量数据存储需求,本文提出了新型牵引控制单元的系统设计方案。方案将牵引控制单元分为主控模块和监控模块两个部分,主控模块基于DSP+FPGA架构,主要负责牵引传动控制功能的实现;监控模块基于ARM运行Linux嵌入式系统,主要负责牵引控制单元的数据转发和存储;主控模块和监控模块之间利用以太网交换技术进行数据传输。本文根据设计方案完成了牵引控制单元的硬件设计,包括牵引控制单元的主控模块和监控模块的主控芯片选型、原理图和PCB设计以及后期的制板焊接。基于所设计的硬件平台编写软件程序,在主控模块上基于FPGA的Verilog HDL语言编程,实现了高速数据采集和以太网数据传输功能;在监控模块上基于嵌入式Linux多线程编程,搭建了Linux网络高并发多线程服务器,对来自主控模块的数据进行存储和转发,实现了大容量数据存储和高速数据通信功能。最后,基于设计的新型牵引控制单元,本文搭建了牵引控制单元测试平台,对所设计的系统进行了硬件功能和软件功能的验证。经过测试,新型牵引控制单元的功能满足设计需求。本文所设计的新型牵引控制单元与现有牵引控制单元相比,有着各模块之间总线通信速率高、数据处理速率快和数据存储量大等优势,解决了当前牵引控制单元各模块之间数据传输速率较慢,数据存储能力较弱等问题,对轨道交通行业的发展有深远意义。图72幅,表9个,参考文献61篇。