高速列车的运行过程中,弓网系统在电力收集环节起着至关重要的作用,受电弓与接触网之间接触的连续性和平滑性是确保高质量集电的因素之一,这对列车运行的安全性、可靠性同样至关重要。因此,对弓网间接触力的控制问题进行系统的研究是有巨大的意义的。弓网间接触力由静力和动力组成,其大小和稳定性取决于列车运行速度和外部干扰引起的振动等。随着科学技术的进步和社会生产力的持续发展,列车速度大幅度提高。列车车体的振动变得越来越明显,这对受电弓与接触网之间的接触力会产生负面影响,如果控制不当,则可能造成十分严重的后果。针对上述问题,本论文的目的在于采用主动控制,提高弓网间接触力的平稳性和连续性,主要进行的研究工作如下:(1)论文首先分析了受电弓接触网系统的工作原理,分别介绍不同类型的受电弓模型、接触网模型以及二者的耦合模型。以运动学理论作为基础,介绍了弓网系统的物理模型且推导出动力学方程。同时,充分地考虑了现实中弓网系统存在非线性、不确定性以及外部扰动的特点,建立了二元非线性耦合数学模型。并且进一步转换成标准型。(2)在建立的弓网模型的基础上,提出了一种结构简单且成本较低的鲁棒自适应控制算法,在控制设计中同时考虑了系统存在不确定性和外部干扰等特征。选取合适的Lyapunov函数,从理论方面证明了所提出的控制算法的稳定性。并且在MATLAB平台进行数值仿真,验证了控制策略能够保证受电弓与接触网之间有连续且平滑的接触,对非线性、未知时变性的系统参数以及外界的干扰都具有较好的鲁棒性。(3)进一步提出并且设计了加速函数。通过将速率函数集成到自适应控制中,使得提出的控制方案可确保接触力的跟踪误差在不改变其他控制参数的前提下,具有更快的且可预先指定的收敛速度,最后通过理论分析和MATLAB的仿真验证了其有效性。(4)针对实际中弓网系统作为一个高阶系统的内部状态变量不可以直接获得的情况,设计了输出反馈加速鲁棒自适应控制算法。算法提出并应用了高增益观测器,使得该算法的设计仅需要系统的输出信息,且可以对弓网间接触力完成较好的跟踪控制。最后进行了理论和数值仿真两方面验证,在利用MATLAB仿真验证时,与传统的算法进行了控制效果的比较分析。