受边端效应影响，直线感应电机互感参数会随着电机运行工况发生变化，导致电机运行性能不佳。为了进一步提升电机运行性能，本文将模型预测控制方法运用到直线感应电机中；通过将该方法与电机等效电路模型结合，能够充分考虑边端效应带来的影响。为了提高模型预测控制方法的实用性，本文对该算法进行了改进，降低其复杂度，以满足实际控制系统需求，主要研究内容如下：
　　(1)在城轨交通应用领域，直线感应电机通常采取矢量控制和直接推力控制策略；该传统控制策略无法考虑电机边端效应，导致控制器参数不匹配，使得电机运行性能不佳。因此，为了能够对边端效应进行补偿，模型预测电流控制方法和模型预测推力控制方法均被运用到直线感应电机。测试结果表明：相比矢量控制方法，在相同开关频率下，模型预测电流控制方法的电流跟踪误差较小，且不受电机运行工况影响；相比直接推力控制方法，模型预测推力控制方法进一步降低了磁链和推力波动。
　　(2)针对模型预测控制方法在线计算量大的问题，本文通过判断参考电压矢量扇区的方式来降低算法的复杂度。当对模型预测电流控制方法进行简化时，不同调制策略下简化算法的在线计算时间和传统矢量控制方法相近，有效降低了该算法所需硬件成本。当对多步长有限集模型预测控制方法进行简化时，通过结合分枝定界法，可以提前排除99.00%以上的待选电压矢量。当模型预测推力控制方法与任意双矢量调制策略相结合时，简化方法可以直接获得最优电压矢量组合，比之前文献提出的简化方法更加有效。此外，简化方法可以进一步拓展运用到含电流约束条件情形，有效防止电机在动态过程中出现过流，确保电机安全运行。因此，简化后模型预测控制方法简便易行，在实际控制系统中更具有优势。
　　(3)为了进一步提升模型预测电流控制方法的性能，本文采取了和电压矢量调制策略相结合的方式，通过提升电压矢量调制精度来减小电流跟踪误差。在仿真和实验中，通过对比不同调制策略下模型预测电流控制算法的性能可知：提升调制精度可以有效降低电流跟踪误差和电流THD，但会增加逆变器的开关频率。为了尽可能不增加逆变器的开关损耗，本文还通过采取增加预测步长的方式来提升连续集模型预测控制方法和有限集模型预测控制方法的性能。最终，仿真和实验结果表明：在相同权重系数下，连续集模型预测控制方法通过增加预测步长可以降低电流跟踪误差，但预测步长对开关频率影响较小；在相同开关频率下，有限集模型预测控制方法通过增加预测步长可以降低电流THD。
　　(4)针对模型预测推力控制方法性能依赖权重系数的问题，本文通过改写目标函数，提出了两种无权重系数简化方法。仿真和实验结果表明：无权重系数简化方法所产生的磁链和推力波动较小，并且省去了权重系数整定所耗费的时间，提高了模型预测推力控制方法的便捷性。除此之外，为了进一步降低磁链和推力波动，本文将任意双矢量调制策略与模型预测推力控制方法相结合，并且取消了对电压矢量组合方式的限制。仿真和实验结果表明：相比固定电压矢量组合的调制策略，采取任意双矢量调制策略，磁链和推力波动较小，且不随电机运行工况发生变化；同时，开关频率和电流THD在不同运行工况下也基本保持一致。
　　相比传统控制方法，模型预测控制方法采取在线寻优方式，能够获得最优控制性能。此外，本文所提出的简化方法有效降低了该算法的在线计算量，提高了在实际控制系统中的可行性。最终，仿真和实验结果均表明模型预测控制方法可以提升直线感应电机运行性能，在城轨交通系统中具有很大的应用潜力。