三相变流器在能量变换中有着广泛的应用，尤其是AC/DC电能变换、电机调速、有源电力滤波、潮流控制等。三相电压型可逆变流器拓扑具有比电流型变流器拓扑更好的控制性能以及更广泛的应用领域，因而成为研究的重点。三相电压型可逆变流器系统是一个多输入多输出的非线性系统，近些年来国内外学者提出了很多控制方案，直接电流控制技术得到了广泛的应用。目前研究多侧重于应用现代控制理论的方法或是智能控制技术实现变流器控制。本文在现有研究成果的基础上，进一步研究三相变流器最优控制及神经网络直接电流控制；同时考虑非理想工作条件下的三相变流器的控制。 论文首先回顾了电压源变流器的发展，介绍了传统的常用的控制方法。分析系统在三相静止坐标系、两相静止坐标和两相同步旋转坐标系下的数学模型，给出解耦化数学模型，为系统的分析与应用研究打下基础。 将最优控制理论应用到三相变流器系统中，提出了三相变流器基于状态反馈的线性二次型(LQ)与比例积分(PI)相结合的最优控制器，该控制器可实现基于优化性能指标的直接电流控制，分析了性能指标与系统特征闭环极点的关系，并研究电压调节器设计方法。为提高滞环控制数字化实现的性能，在数字滞环电流控制技术基础上提出滞环电流控制的神经网络实现技术，从开关频率、矢量切换次数、电流纹波等方面对比研究了滞环控制神经网络实现技术、改进型神经网络实现技术、具有PWM特征的神经网络波形实现技术；论文分析了神经网络控制器导师信号的选取，网络训练及控制器的物理实现方式。 研究了非理想电网条件下的三相变流器控制。分析电网电压不平衡及其对系统功率的影响，提出正序电压同步控制及反负序电压同步控制，研究三相变流器直流电压控制特性及负序电流控制特性，根据系统对电压纹波的要求分析整流侧电容取值；在电网母线电压谐振振荡的非理想电网中，论文提出三相变流器在实现AC/DC能量变换时，组合有源滤波功能实现对电网的谐波补偿，实现对电网谐波振荡的抑制作用，保证系统的安全，论文研究了组合功能实现系统的谐波抑制特性。研究了非理想信号检测条件下三相变流器的控制。论文提出应用H∞理论设计最优调节器免除系统调节器对电网电压信号的检测要求，同时提高控制系统鲁棒性；研究了神经网络控制对信号检测的冗余作用，实现电流单路反馈丢失时的控制；提出大信号电流观测器设计方法，应用坐标系变换，实现通过平均输出直流电流观测系统输入电流，该研究可以减少通过直流电流估计输入电流时对开关频率、开关导通时间的限制。