随着我国经济、社会的迅速发展,高速动车组成为当代铁路的发展趋势。我国高铁规模日益壮大,结构日趋复杂,磁暴作为一种大规模、突发性的灾害性空间天气,已有报道其对铁路系统的安全运行形成了威胁。由于目前对磁暴影响铁路系统的研究处于起步阶段,对于磁暴灾害和铁路系统的研究主要采用传统的对线性系统的分析方法,而这种分析方法对于一些非线性现象不能准确分析。本文以非线性理论为基础,用混沌学分析法研究高铁牵引供电系统中动车电压互感器的混沌现象,具有前瞻性和创新性。本文针对地磁感应电流(GIC,Geomagnetically Induced Current)侵害动车电压互感器影响其磁化特性,以非线性理论为基础,将非线性与励磁电流相结合,通过建立动车电压互感器GIC模型电路,根据混沌理论判断了电压互感器电压出现混沌振荡的可能性,并运用Melnikov函数法求出不同参数下动车电压互感器出现混沌现象的定量化条件。利用分岔图、李雅普诺夫指数对电压互感器在不同激励下的非线性特性进行了总体性的研究,并研究不同磁化特性对其混沌现象造成的影响,从而确定了电压混沌振荡的参数范围。利用平面相图、电压波形图、庞加莱截面和三维图研究了电压互感器电压的"稳定" "混沌"和"过渡"这三种非线性形态。针对容易受到GIC影响的电压互感器铁心损耗电阻,通过仿真分别分析了线性铁心损耗电阻与非线性铁心损耗电阻模型对电压互感器混沌特性的影响,并进行了对比分析,得出非线性铁心损耗电阻的影响效果相当于较大值线性铁心损耗电阻的效果。并通过仿真得出动车在AT供电区的位置不同,电压互感器电压的混沌振荡情况也不相同。最后针对磁暴引起的混沌现象,分别设计了追踪控制器和反馈脉冲控制器来抑制电压互感器电压出现的混沌振荡,通过找到一个电压互感器电压在额定电压下工作的系统作为参照,在混沌系统中加入控制信号,将发生混沌现象的系统同步到参照系统,实现混沌振荡电压与正常工作电压的同步,从而抑制电压的混沌振荡。并通过仿真验证了控制器的有效性。