直线游标永磁（Linear Vernier Permanent Magnet,LVPM）电机凭借其高效率、高推力密度的优势,在长行程轨道交通领域具有广阔的应用前景。但是由于固有的结构问题,该类电机运行时推力脉动较大,对控制算法提出了更高的要求。模型预测控制实现思路简单,并且具备处理多约束问题的能力,将其引入到直线电机的驱动控制上具有实际意义。为了改善传统模型预测推力控制（Model Predictive Thrust Force Control,MPTFC）策略调制范围有限的情况,本文提出了一种基于级联优化过程的简化三矢量MPTFC算法。通过一种新型的级联优化过程,确定一个控制周期内作用的三个不同电压矢量,并合理分配作用时间,以实现一种“点-线-面”的全范围连续调制效果,改善双边LVPM电机的稳态推力和磁链性能。为了减轻传统MPTFC遍历寻优造成的计算负担,设计简化的有效矢量备选控制集,实现寻优原则的优化。并通过一种只包含磁链分量的简化价值函数选取有效矢量,消除了推力和磁链之间权重系数的平衡。本文从理论、仿真、实验等方面验证所提控制策略的可行性和有效性。本文的主要研究内容如下:1.简要分析了双边LVPM电机的机械特性和磁场调制原理,并通过有限元仿真软件对相关电磁性能进行了分析。参考旋转电机的建模方法,并基于坐标变换原理,建立了双边LVPM电机在常用坐标系下的数学模型。2.阐述了传统MPTFC的具体实现步骤,分析其存在的局限性;并以此为基础,研究了两矢量MPTFC的调制范围和占空比计算原则,并通过构建仿真模型验证两种控制策略的性能。3.针对传统MPTFC因调制范围有限而导致的推力、磁链脉动较大问题,提出了一种基于级联优化过程的简化三矢量MPTFC算法,实现计算效率优化和电压矢量调制范围扩大,改善电机的稳态控制性能。并搭建仿真模型,验证了所提算法的可行性。4.搭建了以d SPACE DS1103为控制核心的电机驱动平台,并对部分软硬件实现方式进行了简单介绍。将双边LVPM电机样机作为控制对象,对本文研究算法和提出策略的动稳态性能等进行了对比实验验证。