高速铁路受电弓-接触网耦合系统作为列车供电的重要环节,为列车可靠运行提供重要保障,耦合接触压力的变化直接影响着列车受流质量。由于列车速度的提高和弓网系统外部环境的影响,特别是风载荷引起的接触网振动,导致耦合系统振动情况加剧,列车获得电流质量变差,甚至会出现受电弓-接触网分离现象的发生。受电弓主动控制可通过作动器施加控制力,有效减小接触压力波动。本文针对风载荷引起弓网耦合振动加剧的问题,以弓网耦合系统作为研究对象,利用接触压力变化和受电弓状态变化并考虑作动器饱和,从控制器参数调整和扰动观测器两个角度出发进行控制器设计,并在风载荷和模型不确定条件下对控制器效果进行验证。（1）通过分析接触网结构,将接触网看作两端恒张力的欧拉-梁模型,并考虑吊弦、定位器的贡献,建立了简单链形悬挂接触网模型,并对其进行动力学分析,得到了接触网动力学方程,建立了受电弓三质量块归算模型,利用罚函数法进行耦合,得到了弓网耦合系统模型。（2）利用风谱函数对接触网沿线的横向及垂向脉动风速时程进行模拟,通过平均风速和脉动风速的叠加,得到接触网沿线风速大小。分析接触线截面的受力情况,修正了弓网耦合系统在风载荷下的数学模型,分析了不同风攻角、不同风速对弓网耦合接触压力的影响。（3）设计了受电弓变论域模糊分数阶PID控制方法。根据接触力变化的原因,对接触线刚度变化进行拟合,建立了面向控制对象的弓网简化模型,并将风载荷引入简化弓网模型。利用变论域模糊理论对控制器参数进行调整,提高了控制器抗干扰能力。在风载荷下对控制器性能进行验证,得到控制器能有效减小弓网耦合振动。（4）利用受电弓各部分状态变化,设计了受电弓滤波反步主动控制方法。推导了结合滤波技术的反步控制器,利用二阶滤波器来逼近虚拟控制量和虚拟控制量微分,避免了虚拟量微分求解过程中“微分爆炸”现象的出现。利用模糊观测器对外界扰动进行逼近,将扰动观测量引入反步控制过程,提高控制器抗干扰能力。利用双曲函数对饱和函数进行逼近,从而得到作动器输出范围内连续平滑的控制力,通过Lyapunov证明了系统的稳定性。仿真结果表明,在作动器有效范围内控制器减小了风载荷和模型不确定引起的弓网抖振。