本书为中国高速铁路基础研究论丛之一，是国家自然科学基金委员会、中国铁路总公司高速铁路基础研究联合基金资助项目，同时获批“十三五”国家重点出版物出版规划项目。
本书专注于研究高铁电力牵引系统安全性预测与控制，旨在掌握其“亚安全态”与“故障态”之间的因果关系，实现“亚安全态”的早期辨识并进行安全预警，通过外部控制，干预系统安全性的变化趋势，重点关注弓网耦合振荡稳定性问题，从牵引网低频振荡、高频振荡两类现象出发，深入研究弓网耦合机理，并针对性的提出解决措施。

全书首先对国内的高铁列车包括新型混合动力动车组列车中的电力牵引系统进行描述，旨在提供一个基本的认识；然后，围绕电力牵引系统的控制方法（包括列车控制、牵引电机控制、辅助电源控制等）进行论述，以提供一个安全控制实现的基础；围绕电力牵引系统的故障诊断、可靠性以及安全性预测问题展开讨论；最后讨论牵引供电系统耦合稳定性问题。

前言
２０１６年７月,国家发展改革委、交通运输部、中国铁路总公司联合发布了？中 长期铁路网规划？( ２０１６－２０３０年)(以下简称？规划？),展示了我国“八纵八横”的 宏大高速铁路规划.根据？规划？,预计到２０２０年,全国高速铁路将达到３万km; 到２０３０年,基本实现内外互联互通、区际多路畅通、省会高铁连通、地市快速通 达、县域基本覆盖,建成相邻大中城市间１~４h交通圈、城市群内０ .５~２h交 通圈. 
如此宏大的高速铁路发展规划,放眼世界范围也是绝无仅有.通过近些年 的发展,高速铁路已经成为我们国家的展示“名片”,为了能够将这张名片更加安 全可靠地“递出去”,同时也能够更好地造福民众,对高速铁路的安全问题进行深 入研究必不可少.高速铁路是一个复杂、多系统耦合的有机体,安全性问题需综 合考虑车辆、信号、供电、线路等各系统的耦合关系和各自的可靠运行,另外我国 地理环境的特殊性,需要高速铁路在大跨度、泛区域的恶劣自然环境下都能安全 可靠运行,这就使高速铁路的安全性问题更为复杂. 
高铁电力牵引系统连接牵引网和轨道,是高速列车上的重要系统之一,是高 速铁路系统中控制难度最高的系统之一.本书专注于研究高铁电力牵引系统安 全性预测与控制,对其进行安全性预测与控制研究,旨在掌握其“亚安全态”与 “故障态”之间的因果关系,实现“亚安全态”的早期辨识并进行安全预警,通过外 部控制,干预系统安全性的变化趋势.同时,本书重点关注弓网耦合振荡稳定性 问题,从牵引网低频振荡、高频振荡两类现象出发,深入研究弓网耦合机理,并针 对性地提出解决措施. 
本书第１章对国内的高铁列车包括新型混合动力动车组列车中的电力牵引 系统进行描述,旨在提供一个基本的认识;第２章围绕电力牵引系统的控制方 法,包括列车控制、牵引电机控制、辅助电源控制等进行论述,以提供一个安全控 制实现的基础;第３、 ４章主要围绕电力牵引系统的故障诊断、可靠性以及安全性 预测问题展开讨论;第５章讨论牵引供电系统耦合稳定性问题.
为叙述方便,本书选取具有代表性的混合动力动车组牵引系统为研究对象, 如无特殊说明,书中关于电力牵引系统的理论分析、仿真和实验都是基于混合动 力动车组进行展开的.本书为中国高速铁路基础研究论丛之一,是国家自然科 学基金 委 员 会、中 国 铁 路 总 公 司 高 速 铁 路 基 础 研 究 联 合 基 金 资 助 项 目 ( U１１３４２０４),同时被列入“十三五”国家重点出版物出版规划项目. 感谢编写团队中邱瑞昌、刁利军、王磊、徐春梅等老师的辛勤付出.书中也 采用了包括张馨予、阮白水、孟苓辉、沈来来等人在修学期间完成的研究成果,在 此一并表示感谢.

目录
第１章　高速铁路电力牵引系统 
１ .１　我国动车组谱系
１ .１ .１　在线运营动车组 
１ .１ .２　在研发或即将投入运营的动车组
１ .１ .３　高速综合检测列车
１ .２　现有高速铁路电力牵引变流系统 
１ .２ .１　牵引变流系统 
１ .２ .２　辅助变流系统 
１ .３　混合动力动车组电力牵引系统 
１ .３ .１　混合动力动车组网侧变流器
１ .３ .２　混合动力动车组牵引逆变器
１ .３ .３　混合动力动车组BDC变换器
参考文献
第２章　电力牵引系统控制原理
２ .１　牵引系统建模方法
２ .２　牵引变流系统建模
２ .２ .１　网侧变流器模型
２ .２ .２　逆变器Ｇ电机系统模型
２ .３　网侧变流器工作原理及控制
２ .３ .１　主电路及工作原理
２ .３ .２　闭环控制策略
２ .４　逆变器电机控制
２ .４ .１　基于SHEPWM的混合脉宽调制策略 
２ .４ .２　基于基本矢量钳位策略的过调制技术
２ .４ .３　混合脉宽调制下牵引电机双模式控制策略
２ .５　辅助系统模型与控制
２ .５ .１　辅助系统建模 
２ .５ .２　波形控制策略
参考文献
第３章　高速铁路电力牵引系统的统故障诊断
３ .１　变流器故障诊断研究现状
３ .１ .１　基于解析模型的方法
３ .１ .２　基于信号处理的故障诊断方法
３ .１ .３　基于知识的方法
３ .２　故障诊断及安全评估算法
３ .２ .１　LMＧBP神经网络
３ .２ .２　SOM神经网络及安全评估
３ .３　实验验证 
３ .３ .１　IGBT开路故障模拟及诊断
３ .３ .２　基于SOM神经网络的安全评估 
参考文献
 第４章　电力牵引系统的可靠性评估
４ .１　变流器可靠性评估研究现状
４ .２　可靠性评估方法 
４ .３　牵引电传动系统可靠性建模及影响分析
４ .３ .１　基于串并联结构的牵引电传动系统可靠性评估
４ .３ .２　基于马尔科夫模型的牵引电传动系统可靠性评估
参考文献
第５章　电力牵引系统安全控制研究
５ .１　电力牵引系统安全控制问题
５ .１ .１　牵引供电系统及列车动力系统建模方法
５ .１ .２　电气化铁路车Ｇ网耦合不稳定抑制措施
５ .２　基于旋转坐标系下全频率范围的车Ｇ网阻抗模型
５ .２ .１　牵引网阻抗模型
５ .２ .２　基于AF ＧRCS的列车动力系统阻抗模型
５ .２ .３　车Ｇ网综合阻抗模型
５ .３　车Ｇ网耦合稳定性及机理分析
５ .３ .１　车Ｇ网耦合稳定性影响因素分析
５ .３ .２　车Ｇ网耦合不稳定机理分析
５ .４　基于控制策略的车Ｇ网耦合不稳定抑制措施
５ .４ .１　网侧变流器传统控制策略
５ .４ .２　主动振荡补偿抑制措施
５ .５　基于调制策略的高频谐振抑制措施研究
５ .５ .１　基于载波移相脉宽调制的列车谐波源频谱分析
５ .５ .２　基于PCCPS ＧPWM的调制策略
５ .６　实验验证
５ .６ .１　AOC抑制措施实验验证
５ .６ .２　PCCPS ＧPWM实验验证
参考文献

陈杰，北京交通大学副教授，北京电气工程技术研究中心副主任。本人长期致力于轨道交通牵引供电与牵引传动研究，在国际SCI检索一区期刊和国内EI检索知名期刊以第一作者身份发表数十篇高水平论文，取得专利数十件，同时参与了国内首列100%低地板车、首列混合动力动车组的研制。同时，参与的能馈式牵引供电设备得到轨道交通协会国际首创的高度评价，获得了国内众多地铁客户的高度认可。张钢，一直从事轨道交通用大功率变流器的控制，系统节能优化，以及建模仿真等相关研究工作。 共主持过省部级以上科研项目4项：包括国家科技支撑项目2项，北京市交通委项目1项，北京市科委项目1项，累计经费超过1000万。 参加科研项目10余项：其中包括国家自然科学基金1项，863项目1项，科技支撑项目2项，北京市教委项目3项，累计经费超过3500万。 获得授权发明专利7项，实用新型专利20余项，发表高水平学术论文20余篇，出版学术专著1部。李军，北京北交新能科技有限公司 董事长 教授级高工； 主持完成10余项重大项目研发设计，如“复兴号”— 350kmh中国标准动车组、CRH380B高寒型动车组、CJ-1型城际动车组等； 荣获各种奖励及荣誉30余项, 如国家科学技术进步奖特等奖，詹天佑科学技术奖，铁道科技特等奖等。刘志刚，北京交通大学教授 博士生导师 长期从事轨道交通车辆牵引传动系统，轨道交通供电系统，信息化与自动化及网络智能化，电磁兼容，RAMS等技术研究。创新性地提出了采用大功率PWM整流器技术进行城市轨道交通再生制动能量回馈方法，完成了装置研制并实现产业化应用；率领团队完全自主研制了我国首列100%低地板轻轨车的牵引传动系统，填补了国内空白；创新性地提出了高速铁路牵引系统的安全性预测与安全性控制等理论方法。主持完成了我国首列“混合动力动车组”牵引变流系统的研制。