常导高速磁浮列车采用长定子直线同步电机进行牵引，为实现列车的高性能控制，需要从电机结构和控制策略两个方面进行分析研究。在结构上，长定子直线同步电机可采用不等极距结构来抑制牵引力波动，并改善反电势。在控制策略上，模型预测控制策略无需调制策略，易于实现多目标协同控制，在长定子直线同步电机的控制中有良好的应用前景。本文对不等极距结构进行了详细分析，从理论上和实验两个方面分析了其对牵引力波动和反电势的优化作用;对模型预测控制应用于长定子直线同步电机进行了研究，并进行了变流器串联情况下的控制算法优化。　　首先，论文介绍了高速磁浮列车在国内外的应用现状，并对长定子直线同步电机的特点进行了分析。以上海高速磁浮列车电机结构为例，详细分析了长定子直线同步电机牵引力波动的原因。以定子等效电流层和动子磁场作用产生牵引力为基础，推导了等极距结构与不等极距结构下牵引力的表达式，将两者的各次牵引力谐波进行对比分析，从理论上定量分析了不等极距对于长定子直线同步电机牵引力波动的抑制作用，在此基础上，利用有限元仿真软件Maxwell进行了仿真对比分析，验证了数学推导得出的结论。进一步设计了不等极距旋转电机，并对其进行了有限元仿真分析，为实验平台的搭建打下了基础。　　其次，提出在长定子直线同步电机的控制中应用模型预测控制策略来进行优化控制。介绍了模型预测控制的基本理论，提出了适用于高速磁浮列车的模型预测电流控制策略。对单步预测与多步预测的模型预测电流控制进行了仿真对比研究，对中点电压平衡、开关频率及参数扰动的影响进行了对比和分析。在此基础上，建立了串联变流器-电机系统的离散数学模型，提出了三电平逆变器串联的优化控制策略来减小电流波动，从而减小转矩/牵引力的波动。将两台三电平变流器串联时，在模型预测控制的策略下，可以实现五电平变流器的效果，提高了电平数目，从而减小了电流谐波。对三电平逆变器串联的模型预测电流控制进行了仿真研究，验证了所提控制策略的有效性和优势。　　针对不等极距结构，设计了具有不等极距结构的旋转电机，进行了有限元仿真分析。在此基础上设计了实物电机，并搭建了实验平台对电机进行了测试，从而对不等极距结构的特性进行了进一步验证。实验结果与理论推导、仿真结果均相吻合。