随着我国大力发展城市轨道交通,社会对城市轨道交通专业的人才需求也是与日俱增。目前相关从业人员大多仍停留在理论学习和认识实践层面,缺乏在仿真环境中的操作训练。而我校城市轨道交通实验室为城市轨道交通专业同学和相关从业人员提供了集教学培训为一体的操作平台。本文的研究针对西南交通大学峨眉校区城市轨道交通实验室设计的列车安全运行动态仿真平台中的模拟机车控制系统。主要工作是通过对实验室现有模拟机车控制系统进行分析,找出现有系统微控制器处理速度慢,电池耗电量大,机身自身重,通信效果差等问题,从而对现有系统提出改进设计方案,并开发实现改进的模拟机车控制系统,为实验室提供一个新的学习原型,为今后的研究提供了有利条件。具体研究工作如下：硬件系统设计与实现：针对现有模拟机车控制系统发现的缺陷,设计硬件电路。其中包括：1.选择32位处理速度的STM32F103RB作为系统微控制器;2.设计电源电池电路,实现锂离子电池充电、电池保护、升压以及电源转换的功能；3.设计程序下载电路,实现系统电平信号转换；4.设计nRF24L01无线通信模块,搭建系统中模拟机车和上位机之间无线通信桥梁；5.设计电机驱动模块,操作CR7010B芯片实现模拟机车运动；6.设计射频卡读写模块,实现对IC卡的读写；完成各模块的调试工作。软件系统设计与实现：基于硬件电路基础之上,按照系统需求,完成软件设计,其中包括：1.设计电机控制模块,实现控制模拟机车方向、控制PWM输出调节模拟机车速度；2操作射频卡读写模块,实现对系统中模拟机车的定位；3.配置无线通信模块,实现模拟机车与上位机之间的通信；并完成各个模块的调试。系统的整体测试：模拟机车控制系统中,充电电池替换为锂聚合物电池后,机车车体整体重量大大下降,同时电池的续航能力没有减弱。另外,小功率电机驱动便可以驱动机车正常工作。通信的稳定性较以前有较大提高,通信时延减小,通信数据丢包率降低,达到预期设计目标。