为解决 HXD3CA 型机车牵引变流器在重载、复杂路况下存在的动态响应滞后、谐波畸变率偏高及鲁棒性不足等问 题，提出一种融合改进滑模控制与模型预测控制（MPC）的复合优化策略。首先建立牵引变流器四象限整流器与逆变器的 数学模型，揭示传统矢量控制策略在参数摄动和负载突变工况下的性能短板；随后通过遗传算法寻优滑模控制切换面速率， 引入双曲正切函数平滑系数抑制系统抖振，结合 MPC 算法实现网侧电流谐波的精准抑制；最后基于 RT-LAB 搭建半实物 仿真平台，结合 GB/T25122.1-2018 标准开展静态负载、动态突变及极端环境下的试验验证。结果表明，优化控制策略使牵 引变流器网侧电流总谐波畸变率（THDi）降至 1.8%以下，直流侧电压纹波控制在±1.2%以内，动态响应时间缩短至 8ms， 较传统控制策略效率提升 1.2%，为 HXD3CA 型机车在重载货运场景下的高效稳定运行提供技术支撑。