随着工业与新能源交通工具的发展，内置式永磁同步电机(Internal Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM)是工业和交通工具中使用最多的电机之一，要求其具有结构简单、高功率密度、宽调速范围等特点。高功率密度IPMSM的电磁负荷较高，容易引起磁路发生饱和效应，使电机参数发生非线性变化，与此同时交直轴之间不完全解耦，存在交叉耦合现象产生交叉耦合电感。传统模型和传统控制方法都是建立在恒定不变参数且交直轴完全解耦的基础上的，所以传统方法已经不能再适用于高功率密度IPMSM。本文针对上述问题以高功率密度IPMSM为研究对象，对其非线性模型、计及交叉耦合和磁路饱和影响的Maxwell电机仿真、参数非线性变化情况、控制策略等进行分析研究，力图使高功率密度IPMSM具有更好的转矩控制性能，损耗更少，具有宽调速范围与高转矩输出能力。本文针对上述问题进行了相关研究：
　　(1)高功率密度IPMSM存在交叉耦合及磁路饱和现象，电机参数的非线性变化和电机强耦合性使传统的线性模型已经不再适用于高功率密度IPMSM。本文推导了不同坐标系下IPMSM线性模型，分析推导了高功率密度IPMSM的电感计算模型，进而搭建出计及交叉饱和效应的非线性IPMSM模型。在这基础上对高功率密度电机的转矩以及损耗进行分析推导，得出相应的转相应结论及损耗的计算公式。
　　(2)为了分析磁路交叉饱和对IPMSM参数非线性变化影响，建立高功率密度IPMSM的有限元仿真模型，通过仿真模型求解出磁链和电流之间的变化关系，再通过冻结磁导率求解出电感的非线性变化大小，进而求解出由于交叉耦合与磁路饱和引起的IPMSM转矩非线性变化大小。
　　(3)为计及交叉耦合和磁路饱和对IPMSM控制性能的影响，本文提出了计及非线性电感影响的基于最优电流轨迹的转矩控制算法，根据最优电流和给定转矩，确定电压和转矩目标值与实际值之间的差值，计算出电流增量进行转矩控制，为确保准确控制需将电机参数变化情况算进电流轨迹控制的每一步迭代中。最后通过建立MATLAB仿真模型对提出的新控制算法进行仿真验证分析。