近年来,我国高速铁路发展迅猛,高速列车也成为了铁路发展的重要趋势和人们出行的重要工具。随着列车自动驾驶技术的发展及广泛应用,高速列车运行速度的大幅提高,列车安全稳定的运行及其相关技术研究也成为热点。因此能保障高速列车安全可靠运行的自动驾驶技术也成为研究的重点。建立准确的高速列车模型并设计有效的跟踪控制算法是列车实现自动驾驶的核心。本文以CRH380A为研究对象,通过分析高速列车的受力情况,基于空气动力学,分别建立了高速列车的三质点和八质点模型,并基于建立的两种模型分别设计了自适应速度跟踪控制器,保障了系统的稳定性和对给定速度曲线的渐近跟踪。本文建立的多质点模型充分考虑了高速列车运行环境造成的不确定性和相邻车厢间相互作用力的影响,具有较高的建模精度。本文设计的自适应控制器能有效处理高速列车遭受的不确定性,保障了高速列车的安全可靠运行,仿真实验验证了本文提出控制算法的有效性。本文主要工作如下:（1）通过受力分析和空气动力学,建立了高速列车纵向动力学模型。鉴于不同型号的高速列车有不同的动力学设计,本文以CRH380A为研究对象,以质点为受力单元,利用牛顿定律分析列车运行过程中各质点受力情况,分别对牵引力/制动力、运行阻力和车间作用力进行分析和建模,得到描述高速列车运行特性的动力学模型。该模型考虑列车运行系统的非线性、参数不确定性特性和车间作用力,能准确描述高速列车运行特性。（2）建立高速列车三质点模型,并设计自适应速度跟踪控制器。基于高速列车运行特性的纵向动力学模型,根据列车的固定编组,将列车划分为3个动力单元,以动力单元为单一质点,建立高速列车的三质点模型,并采用模型参考自适应控制方法设计高速列车自适应速度跟踪控制器。通过设计自适应律对未知参数进行更新,实现了对给定速度曲线的渐近跟踪,保证了高速列车的安全高效运行。仿真验证了此设计方法的有效性。（3）建立高速列车八质点模型,并设计自适应速度跟踪控制器。为了进一步提高建模精度,本文以列车各车厢作为单一质点,并考虑在不同工况下各车厢所提供的控制力输出特性,建立列车八质点模型的状态空间形式;再针对列车模型中存在的不确定性、非线性特性,设计列车运行基于状态反馈状态输出的自适应控制器,实现速度跟踪性能,并给出闭环系统稳定的理论证明。仿真验证了此设计方法的有效性。