全球領先的數學計算軟件開發商 MathWorks今日宣布，西南交通大學信息科學與技術學院張吉烈教授團隊在國家自然科學基金與國家重大戰略需求支持下

，依托 MATLAB® 和Simulink® 的工程技術解決方案
，開發了一種新型分布式協同製動控製係統。該係統解決了傳統方案中電子控製氣動（ECP）的(de)帶(dai)寬(kuan)和(he)通(tong)信(xin)問(wen)題(ti)，並(bing)提(ti)高(gao)重(zhong)載(zai)列(lie)車(che)運(yun)行(xing)的(de)安(an)全(quan)性(xing)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)。通(tong)過(guo)根(gen)據(ju)各(ge)車(che)廂(xiang)特(te)性(xing)和(he)所(suo)處(chu)地(di)形(xing)計(ji)算(suan)自(zi)適(shi)應(ying)製(zhi)動(dong)力(li)

，縮(suo)短(duan)製(zhi)動(dong)距(ju)離(li)，減(jian)少(shao)縱(zong)向(xiang)衝(chong)擊(ji)。

項目中采用了基於模型設計（Model-Based Design，MBD）的工作流程
，突破了中國重載列車安全技術中的技術瓶頸。集成化的 MBD 工作流程覆蓋了從概念開發到詳細設計、硬件實現以及測試驗證的整個過程，支持算法設計、動態仿真和硬件驗證等關鍵活動，能夠顯著縮短開發周期。

張教授團隊使用 MATLAB 建立了包含超過 200 個微分方程的重載列車多體動力學模型，精確模擬車廂耦合
、軌道坡度、空氣阻力等複雜因素，實現控製算法與機械係統的聯合仿真，並設計分布式製動算法

，後期將通過 Simscape™ 搭建製動係統物理模型確保兼容性。借助 Simulink 搭建實時仿真平台，將算法部署至 STM32 微控製器進行硬件在環（HIL）測試，在實驗室模擬 80 噸到 100 噸級列車滿載緊急製動場景，替代傳統 CAE 軟件及高風險實車試驗。通過批量仿真快速驗證上坡、平路、下坡和彎路四類工況組合優化控製參數
，使平均製動距離縮短、車鉤力減小至 150kN 以內，有效降低縱向衝擊力，達到國際領先水平。

“我目前主持在研國家自然科學基金麵上項目：自主重載列車分布式協同空氣製動的自適應優化控製方法研究。”西南交通大學張教授表示：“MATLAB/Simulink 工(gong)具(ju)鏈(lian)是(shi)我(wo)們(men)攻(gong)克(ke)技(ji)術(shu)難(nan)關(guan)的(de)核(he)心(xin)引(yin)擎(qing)。從(cong)算(suan)法(fa)迭(die)代(dai)到(dao)硬(ying)件(jian)部(bu)署(shu)
，基(ji)於(yu)模(mo)型(xing)設(she)計(ji)的(de)方(fang)式(shi)讓(rang)我(wo)們(men)能(neng)將(jiang)主(zhu)要(yao)精(jing)力(li)聚(ju)焦(jiao)於(yu)創(chuang)新(xin)本(ben)身(shen)，而(er)非(fei)重(zhong)複(fu)性(xing)工(gong)程(cheng)驗(yan)證(zheng)。我(wo)們(men)通(tong)過(guo)桌(zhuo)麵(mian)仿(fang)真(zhen)，然(ran)後(hou)進(jin)行(xing) HIL 測試，快速驗證控製實現理念和迭代更新算法，使我們的項目實施對比傳統方法更快、更高效
、更具成本效益。”

MathWorks 中國區總經理張輝先生強調：“我們始終堅持加速科學與工程進步的理念，為中國區產學研用戶提供優質的本地化服務
，搭建從學術界向工業界轉化科研成果的‘橋梁’。xinanjiaotongdaxuezhangjiaoshoutuanduidechenggonganlizhengming，jiyumoxingshejibuduandibangzhuxueshujiehegongyejiedekeyanrenyuanjiejuefuzaxitongdegongchengwenti，tuijinguidaojiaotongxingyedezhinenghuajincheng。”

圖示：HIL 測試設置
，包括示波器、氣缸
、進氣和排氣閥以及 STM32 控製板