本发明公开了一种轨道交通三电平辅助变流器模型预测控制系统和方法，通过采样当前时刻信号，经过一系列处理得到不同开关状态下不同的下一时刻预测信号，分别与给定的参考信号进行比较，定义损失函数等于预测信号与参考信号差值的绝对值，选择损失函数最小时的开关状态作为控制信号，实现了系统输出电压一直跟随参考电压变化，不受负载变化影响的实验效果，也就是不间断电源的效果，具有控制效果好、鲁棒性强等优点，可有效地克服过程的不确定性、非线性和并联性，并能方便的处理过程被控变量和操纵变量中的各种约束，能够给轨道交通机电系统用电设备提供高质量的、不间断电源，保证用电设备正常工作，保证列车安全高效运营。