高速动车组牵引传动系统控制技术是现代高速铁路的关键技术之一,结合当前先进控制理论、控制方法,深入研究现有牵引传动系统的结构及控制策略是开发研究高性能、完全自主知识产权的高速动车组战略的必经之路,也是推动中国高速动车组走出去战略的关键一步。动车组交流传动系统分为交-直部分和直-交部分,分别就其控制策略进行了研究和改进。动车组牵引传动系统交-直部分,涉及网侧单相三电平脉冲整流器的控制问题和三电平变流器中点电位控制算法。在负载或者电网电压突变的情况下,要求整流器能保持中间直流电压恒定,针对该控制要求,首先,分析了单相三电平脉冲整流器的拓扑结构、数学模型和常用的电流、功率控制算法;然后,建立单相脉冲整流器瞬时功率数学模型,将MPDPC(Model Predictive Direct Power Control,模型预测直接功率控制)算法引入,考虑到单步预测控制存在控制延迟问题,在OMPDPC(One-step Model Predictive Direct Power Control,单步模型预测直接功率控制)的基础上,进行了两步预测,采用了TMPDPC(Two-step Model Predictive Direct Power Control,两步模型预测直接功率控制)算法。最后,分别对传统DPC(Direct Power Control,直接功率控制)算法、OMPDPC算法和TMPDPC算法进行了建模仿真,仿真结果证明了TMPDPC算法的有效性。同DPC算法和OMPDPC算法相比,采用该算法降低了系统功率波动,控制精度更高,控制系统具有良好的动、静态性能。对于三电平拓扑结构变流器直流侧两电容分压不均问题,分析了两支撑电容电压偏移的原因,研究了上下载波幅值变化对中点电位的影响,引入了基于载波幅移的中点电位控制方法,即通过调节上下载波的幅值平衡中点电压。同传统脉冲转换控制方法相比,载波幅移的控制方法不用频繁切换开关状态,不增加系统开关频率,算法简单易实现。动车组牵引传动系统直-交部分,牵引逆变器和电动机的控制采用了转子磁场定向矢量控制算法,并对高速动车组的牵引、制动特性,恒速控制器设计原理进行了分析。变流器SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation,空间矢量调制)方法控制效果良好,但是考虑到该方法计算和控制实现过程复杂,分析了SVPWM和SPWM(Sine Pulse Width Modulation,正弦脉宽调制)的内在联系和等效性,并计算得到了SVPWM的等效SPWM调制波,通过等效SPWM实现了SVPWM一样的控制效果,其控制结构更简单、易实现、成本更低。最后,结合CRH2型动车组实际参数,搭建仿真模型,验证了转子磁场定向矢量控制和等效SPWM算法的合理性和应用的可行性。