高速、重載列車牽引控制關鍵技術及應用
中國鐵路運輸總量和效率居世界第一，以世界7%的里程完成了世界25%的運輸量，高速、重載列車是提升運能的最有效手段。分布式牽引動力單元協同工作，構成高速、重載列車的強勁動力。牽引控制系統是高速、重載列車的“大腦”，完成各牽引單元與供電網電能交互（吸取、回饋）控制、牽引電機電-磁-轉矩控制、牽引（粘著）力利用控制和多牽引單元動力協同控制，為實現運行速度、牽引載荷等列車頂層指標和平穩性、安全性提供核心支撐。牽引控制技術被極少數國外公司壟斷，長期對我國封鎖；并且在我國廣闊地域、復雜線路及現有供電條件下高密度開行高速、重載列車，更是業界前所未有的技術挑戰。
本項目在4項國家計劃項目和2項省部級科技專項的支持下，攻克了高速、重載列車核心牽引控制技術，主要發明點如下：
1.針對高密度行車導致車網諧振、高速運行和風致顫振導致弓網瞬時分離和網壓瞬變等因素引起系統失穩的世界級難題，發明分散自律的車網諧波最優控制和電壓動態自適應技術，優化了諧波頻譜分布，網側電流諧波THD≤1.1%，同一供電區域內運行列車數量達到50 臺，均達到世界最高水平。
2. 針對牽引電機功率（轉矩）密度大、調速范圍寬，電機工作溫度和磁場變化大，導致參數大范圍快速非線性變化影響控制性能的難題，發明牽引電機恒轉差頻率高性能矢量控制方法，實現電機調速范圍0~6800rpm,全工作域轉矩控制誤差≤2%，動態響應時間≤2.3ms，達到國際領先水平。
3.針對全速度運行范圍內粘著力最優利用難題（列車牽引力由輪軌間蠕滑摩擦作用生成，也稱粘著力。最大粘著力隨雨霧、冰雪、油污等軌面狀態變化而突變，高速運行時變化更復雜），發明蠕滑率快速辨識和最速梯度下降控制方法，高速、重載列車最大起動粘著系數分別達0.11 和0.39，處于國際領先，消除了牽引動力發揮不當引發輪軌擦傷等安全隱患。
4.針對動力分散的高速、重載列車復雜工況下動力快速調節與優化分配難題，發明基于決策級信息融合的動力、速度協同控制方法，提升了高速列車的平穩性和舒適性，恒速控制誤差≤0.52%，達到國際領先水平；保障了重載列車的安全性，最大車鉤沖擊力﹤1500kN，優于國外同類技術性能。
本項目歷時近10 年，獲授權發明專利23 項（其中美、日PCT 專利1 項），軟件著作權6 項，發表論文10 余篇。制定我國首個IEC 列車控制國際標準、國家和行業標準8 項。先后獲湖南省技術發明一等獎1 項、科技進步獎2 項，中國專利金獎、優秀獎各1 項，科技部“列車網絡控制與信息系統創新團隊”。
本項目成果已批量應用于世界運營速度最高、運行地域跨度最大的高速和重載列車，在國內已累計裝車超過2000 臺套，國外裝車100 余臺套，共實現銷售收入20 億元以上（近3 年為16 億元）。多項成果鑒定為國際領先水平，形成了我國高速、重載列車的核心競爭力，成為中國高端裝備的名片。應用本項目成果的“更高速度試驗列車CIT500”，創造了605km/h 的臺架試驗世界最高速度。
高速、重載列車牽引控制關鍵技術及應用-CIT500試驗列車
高速、重載列車牽引控制關鍵技術及應用-出口南非機車
高速、重載列車牽引控制關鍵技術及應用-神華號（HXD1系列機車）
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