轨道交通系统因为其准时、速达、舒适、安全等优点成为解决城市交通拥挤、阻塞等问题，提高市民出行效率与生活质量的首选方案，而直线电机牵引由于无需旋转直线转换结构成为轨道交通应用领域研究热点。直线永磁游标（Linear Permanent-Magnet Vernier，LPMV）电机兼具高效率、低成本、高推力密度等优点，适合于长行程轨道交通应用领域，但该类电机有着功率因数较低的缺点。本文将传统直接推力控制（Direct Thrust Force Control，DTFC）进行改进，推导了矢量调制型DTFC方法，固定开关频率，降低直线电机的推力脉动，提升了稳态控制性能。其次，基于单电源开绕组分析了零序电流产生机理，提出了能够抑制零序电流的零共模矢量调制技术。此外，针对飞跨电容开绕组分析了逆变器单位功率因数运行原理，利用瞬时功率理论解耦电机功率流，提出单位功率因数DTFC策略。本文从理论、仿真和实验三方面验证了所提出控制方法的可行性和有效性。
　　全文主要对以下几个方面展开研究：
　　1.叙述LPMV电机的机械结构与电磁特性，利用有限元软件对其进行仿真，包括磁场分布与反电动势等。在此基础上，简单介绍了几个常用坐标系，并在各坐标系下建立了LPMV电机的数学模型。同时，对开绕组拓扑进行简单分析并建立相应模型，为下文单电源与飞跨电容两种拓扑相关研究与仿真奠定基础。
　　2.分析了传统DTFC的基本理论与实现方法，阐述了传统方法在直线牵引领域应用时，推力脉动较大，开关频率不固定等局限性，并针对这些问题给出相应优化方案，提出了结合空间矢量调制技术的改进式DTFC策略。
　　3.针对单电源开绕组拓扑结构，分析了该拓扑下零序电流产生机理以及造成的不良影响，提出了一种能够有效抑制零序电流的调制技术。为克服LPMV电机因游标效应而功率因数较低的问题，提出了一种基于飞跨电容开绕组拓扑结构的单位功率因数DTFC策略。并在Matlab中建立了仿真模型，验证了上述两种算法的可行性。
　　4.搭建了以DSP（TMS320F28377S）为主控核心的电机驱动平台，对其中的主要硬件、驱动软件，以及控制系统上位机进行了简单的介绍，在此基础上对所提出算法进行了实验验证。