随着我国城市化进程的持续推进,城市的规模正在不断扩大,城市人口比例不断上升,交通堵塞、交通工具单一、交通影响环境等交通运输问题日益凸显。相关研究表明,大力发展公共交通是解决城市交通拥堵的有效途径,而单轨系统的空轨车辆(亦称悬挂式单轨车辆)具有舒适、准时、造价低、施工周期短、节约土地等优点。因此,为了解决交通运输问题,可将空轨车辆作为城市公共交通的补充。本文重点对轮毂电机驱动的小型空轨车辆牵引及制动控制系统进行研究。首先根据国内外空轨车辆、轮毂电机控制和制动技术研究现状,确定了小型空轨车辆牵引及制动系统的组成,完成了供电装置、牵引电机、制动系统以及控制单元的计算和选型,即:牵引电机为额定功率1.5kw,额定电压72V的轮毂电机,供电装置为来自于受流器的600V直流电源,备用电源为总电压72V,总容量20Ah的锂电池,控制单元为Cortex-M4内核的STM32F407ZGT6,牵引方式为四轮毂电机独立驱动。通过对比单电机的控制策略,选择FOC矢量控制对轮毂电机进行控制,并对FOC矢量控制过程进行了详细阐述;与此同时,选择偏差耦合来实现四电机同步控制,但为了能够更好地实现四电机的同步,将模糊PI控制与偏差耦合进行结合,所以对模糊控制器进行了设计;紧接着分析计算小型空轨车辆的转向控制;最后对小型空轨车辆的制动功能—常用制动、快速制动、紧急制动、驻车制动以及防滑保护进行分析,并进行制动力计算和制动力分配。其次,为了实现小型空轨车辆牵引制动控制,对牵引制动控制的主程序进行设计,并对牵引模式下的工况处理、AD/DA转换、CAN总线、中断模块、模糊PI控制模块、故障监测和处理进行详细阐述,同时介绍制动模式下的工况处理、减速度计算、制动力分配和电动缸驱动程序。最后,通过台架实验对单轮毂电机进行控制,并对控制结果进行PID参数、稳定性和误差分析;为了验证小型空轨车辆牵引及制动控制策略的可行性,本文通过MATLAB/Simulink搭建单电机牵引控制策略、四电机同步控制策略、转向控制的仿真模型,同时利用仿真软件搭建制动控制策略的仿真模型,验证了小型空轨车辆牵引控制策略和制动控制策略的可行性。