随着高速铁路的飞速发展,交流-直流-交流型动车组大量投入使用,牵引供电系统的复杂程度也随之大幅提高,加之动车组运行工况多样,导致牵引网-动车组耦合系统在一些性能方面变差,如启动超调量大、在动车组制动时牵引网侧电流总谐波失真率增大、制动时直流侧电压波动大、对参数变化更敏感、负载突变时直流电压波动大等。因此,本文尝试从改进动车组整流器侧控制策略方面开展研究,以期改善动车组在不同工况下的动、静态性能。首先,基于多导体传输理论搭建了牵引网链式网络仿真模型,利用牵引传动系统的拓扑结构,推导了CRH3型动车组在dq旋转坐标系下的数学模型,在MATLAB/Simulink平台搭建了基于瞬态电流控制的CRH3型动车组的单个电力牵引传动单元的仿真模型。其次,利用滑模控制（Sliding Mode Control,SMC）作为CRH3型动车组整流器侧控制策略,对动车组运行在不同工况时动、静态性能进行改善,并将其与比例积分（Proportional Integral,PI）控制下系统的动、静态性能进行详细的对比分析;在基于硬件在环（Hardware in the loop,HIL）的小步长实时仿真测试平台进行实验验证,进一步分析SMC对车网耦合系统多工况运行性能的改善作用;仿真和实验结果表明SMC下系统动、静态性能均比PI控制下更好,但在牵引电机负载突变时SMC存在不能将整流器直流侧输出电压稳定在预期值的缺陷。接着,为了改善SMC在牵引电机给定负载转矩突变时的控制缺陷,将SMC与滑模观测器结合以提高系统的鲁棒性。通过CRH3型动车组单个牵引传动单元在dq坐标系下的数学模型,推导了滑模观测器的设计方程;利用滑模观测器实时观测牵引电机输出功率,供给SMC外环电压控制器,实现观测器和SMC的结合;将PI、SMC和基于滑模观测器的滑模控制（Sliding Mode Control method based on Sliding Mode Observer,SMO+SMC）策略分别接入CRH3型动车组仿真模型,对车网耦合系统运行在多工况下整流器侧控制效果进行分析验证;基于HIL小步长实时仿真测试平台进行半实物实验;仿真和实验结果表明SMO+SMC策略可以改善SMC对整流器侧的控制缺陷,并同时在其他方面具有更好的控制性能。综上,本文尝试采用SMO+SMC策略来改善车网耦合系统在不同运行工况下的动、静态性能,可以为今后电气化铁路动车组整流器的控制策略和牵引网电能质量的改善等研究提供借鉴。