直线电机作为一种典型动力传动装置,在各种直线进给运动中不仅要实现动力输出同时要完成精确定位,随着高精密制造业的发展,对直线电机实时在线高精度定位有着更高的要求。同时,随着智能制造向微型化、集成化不断发展,如何实现直线电机一体化高精度位置反馈成为研究热点。而传统的外置传感器不仅使整个直线进给系统体积变大、结构复杂难以实现一体化,同时这些传感器存在制造工艺复杂、对测量环境要求高、精度受机械工艺制约等缺点难以和直线电机在机械结构和电气功能上整合成一个标准模块功能组。本课题在国家自然科学基金面上项目的支持下,针对直线电机与传统位置检测传感器在结构和功能上难以一体化设计的问题,提出了一种基于时栅传感技术并借助各向异性磁阻传感器检测直线电机永磁体磁场分布实现永磁直线电机实时在线精确位置检测与反馈,在不改变直线电机原有机械结构和电气的基础上,将位置检测单元与直线电机实现一体化集成设计,具有成本低、精度高、集成度高等优点。本课题主要研究工作如下:(1)系统详细地分析了时栅传感技术原理以及各向异性磁阻效应工作原理,结合永磁直线电机磁场分布规律,详细阐述并推导了直线电机一体化位置检测原理。(2)根据测量原理以及直线电机与各向异性磁阻传感器结构参数建立仿真模型,定量分析了直线电机次级磁场分布情况,并最终确定了传感单元的嵌入参数以及部分误差因素。(3)根据直线电机一体化位置传感机理设计了所需测量系统,包括激励信号源的软硬件设计、各向异性磁阻传感器外围电路设计、预处理电路设计、信号处理系统设计。(4)搭建实验平台进行可行性验证,分别对激励源、HMC1022输出性能以及传感单元输出驻波、行波信号进行了测试,对测量系统精度以及稳定性进行了测试。实验表明:所设计直线电机一体化位置检测系统在250mm长周期内原始误差范围在-55?m到63?m之间,稳定性在9.533?m以内,验证了所提出的直线电机一体化位置检测方法的正确可行性。综上所述,本文通过详细严谨的理论推导分析、仿真参数分析、试验样机设计与调试、实验研究,以足够的实验数据验证了所提出直线电机一体化检测理论的正确可行性,为高精度直线电机位置反馈研究提供了新的解决方法。