随着高速列车的运行速度的不断提高,弓网耦合振动变得更加剧烈,接触力波动变大,导致弓网受流质量变差,也会导致电弧放电和接触线磨损等问题。降低接触力波动,提升弓网受流质量成为保障高速列车安全运行的重要问题。本文以降低弓网接触力波动为目的,基于弓网有限元模型,提出了基于状态估计的受电弓多目标鲁棒控制器和考虑作动器时滞的鲁棒控制器两种控制方法,并验证其有效性和鲁棒性。首先,建立了受电弓多刚体模型和归算质量模型。采用有限元法,建立了接触网有限元模型。在接触网建模过程中,将腕臂和支撑杆等结构等效为集中质量点;将接触线和承力索视为非线性索单元;而吊弦大部分的工作状态是拉伸状态,则可以视为非线性杆单元。采用罚函数将受电弓和接触网进行耦合,实现弓网动态仿真。采用欧标EN50318,验证弓网模型的有效性。然后,考虑弓网复杂的工作环境,设计了卡尔曼滤波器,用于获取受电弓的状态信息。通过对受电弓动力学方程的推导,得出接触力间接表达式,揭示了弓网接触力的波动与受电弓弓头的加速度的剧烈变化的正相关性。通过最小化弓头加速度降低接触力波动的方法,设计了一种基于状态估计的多目标鲁棒控制器,并通过非线性弓网有限元模型验证控制器的有效性和鲁棒性。研究结果表明设计的控制器不但能有效地降低接触力的波动,而且在能耗方面的需求也是较低的,还可以有效地解决受电弓的参数摄动以及接触线的磨损不平顺性。最后,为了提高控制器的可靠性,针对受电弓的时滞问题设计了一种时间延迟随机的多目标鲁棒控制器,每个控制目标可赋予不同的权重系数,进而达到所需的控制效果。采用非线性弓网有限元模型,验证了控制器的有效性和鲁棒性。研究结果表明,控制器不仅能有效的降低接触力的波动,而且能耗也较低,还可以有效地处理受电弓的参数扰动和接触线的磨损不平顺性。