近年来关于电力机车的研究引起了科研人员的广泛关注。由于电力机车自身结构复杂、成本高昂等特点，导致模拟实际机车运行特性的难度较大。所以本文通过PWM整流器技术和矢量控制技术搭建了小功率的互馈式交流传动试验平台，以此来准确模拟HXD3型电力机车的运行特性。除此之外，交流传动试验台控制系统复杂、对电能质量和各环节的控制精度要求较高，所以研制一套监控精确、抗干扰能力强的监控装置在交流传动试验系统中也是十分必要的。
本文首先介绍了单相PWM整流器的工作原理和数学模型，对单相PWM整流器的控制策略进行了研究。针对PI控制、比例谐振控制和重复控制三种控制策略分别进行了控制器设计并进行了稳定性验证，分析了三种控制策略各自的优缺点并进行了仿真验证，最终试验台采用重复控制的控制策略并取得了良好的控制效果。互馈式交流传动试验台涉及到单相PWM整流器的并联，因此本文对并联结构的单相PWM整流器的稳定性进行了分析。
本文随后介绍了异步电机的数学模型，针对异步电机调速困难的问题，采用了基于转子磁场定向的矢量控制技术，异步电机转速与磁链得到了完全的解耦，在此基础上完成了矢量控制系统的电机磁链控制器和转速控制器的设计，并进行了控制器的稳定性验证。
本文基于Matlab/Simulink仿真平台对互馈式交流传动试验台进行了仿真验证，完成了互馈式交流传动试验系统的平台搭建，以TMS320F28335DSP为控制核心完成了实验。主要完成了基于重复控制的单相PWM整流器、按转子磁场定向的矢量控制系统以及系统能量回馈的实验验证，证明了上述控制系统设计的可行性与准确性。
本文基于互馈式交流传动试验台的监控需求，提出了监控装置的总体设计方案，并基于CAN通讯技术和RS485通讯技术给出了具体的系统软硬件设计，实现了实时监控、波形绘制和数据存储等功能，研制出了一套功能完善、稳定性高的监控装置。