铁路运输作为交通运输体系中的一个重要分支,是解决长距离、大货物量和旅客运输的重要途径。为满足社会需求,提高铁路运输效率,安全高速成为如今铁路运输发展的重要目标。高性能的制动控制系统是列车高速安全行驶的重要保障之一。而制动控制单元BCU又是制动控制系统中的核心部件,其所选择的控制算法又是列车制动控制实现精确性,快速性和稳定性的重要保障。因此要求开展制动控制系统中BCU的控制算法的研究本文选择具备微机控制技术的机车制动控制系统为研究对象,建立起基于高速开关阀的均衡风缸压力制动控制系统,本文首先分析了机车制动控制系统的结构和工作原理,探讨了机车制动控制系统的均衡风缸压力控制过程。针对机车制动控制系统中的关键模块进行了深入研究,通过建立相关模块的数学模型,并基于Matlab/Simulink平台搭建相应地仿真模型,为进一步研究奠定基础。随后在制动控制单元中控略策略进行了研究。首先分析了传统PID控制均衡风缸压力控制的工作原理与过程,建立控制算法仿真模型,仿真结果表明传统PID控制可基本满足机车制动控制系统对控制快速性和精确性的要求,但当系统受到外界干扰时,控制系统鲁棒性不强。其次,对模糊控制算法进行了深入研究,采用模糊控制策略实现了对机车制动控制系统中均衡风缸压力的控制,建立了控制算法仿真模型,仿真结果表明模糊控制能够保证机车制动系统良好的鲁棒性,但控制精度不高。最后,为同时满足系统对鲁棒性和控制精度的要求,研究了模糊PID控制技术,即在大范围内采用模糊控制器,保证机车制动控制系统中均衡风缸压力的控制具有较好的鲁棒性,在小范围内采用PID控制器,保证机车制动控制系统中均衡风缸压力的控制具有较高的控制精度。建立了该复合控制策略的仿真模型,仿真结果表明,与传统PID控制与模糊控制比,该模糊PID控制能够使机车制动控制系统同时获得较高的控制精度和较强的鲁棒性,且具有响应速度快的优点。最后为验证模糊PID控制策略的控制性能,在改变机车制动控制系统中高速开关阀阀口面积、高速开关阀阀芯最大运动量程、高速开关阀线圈数以及总风缸压力受到外界扰动的条件下分别进行了仿真实验。仿真结果表明模糊PID控制算法在系统受到外部干扰与内部参数变化的情况下都具有较强的鲁棒性。