将可控励磁磁悬浮直线同步电动机应用于机床进给平台上,可以同时实现进给平台垂直方向上的悬浮和进给方向上的直接驱动,从而消除进给平台与静止导轨直接接触带来的摩擦力以及传统机械传动链带来的不良影响。磁悬浮进给平台的悬浮系统,具有难以建立精确数学模型、进给系统和悬浮系统之间耦合性强、时变性以及非线性强的特点,同时由于传动装置的消失而导致外界的不确定扰动会直接作用于电机,严重影响磁悬浮系统的性能。针对以上问题,对磁悬浮直线同步电动机采用变论域模糊PID控制,可以获得期望的控制性能。本课题主要研究内容如下:(1)磁悬浮系统数学模型的建立。分析磁悬浮进给平台结构,研究磁悬浮直线同步电动机磁悬浮运行机理并提出电动机的矢量控制方式。给出磁悬浮直线同步电动机电压方程和磁链方程,建立dq轴系下电动机数学模型,分析悬浮力特性,并最后推导磁悬浮系统状态方程。(2)磁悬浮直线同步电动机磁悬浮系统的变论域模糊PID控制器设计。设计模糊参数自整定单元,在误差和误差变化率发生改变时,对PID控制器参数进行调整,控制器具有较好的实时性。为得到更精确的PID参数调整量,在模糊参数自整定单元基础上增加变论域模块,使模糊论域在面对不同误差时做出调整,变相让控制器使用针对性更强的模糊规则,并对伸缩因子内部参数对控制性能的影响进行研究。仿真结果表明该控制器能使悬浮系统很好的跟随给定信号,鲁棒性强、适应性良好,可以有效的抑制干扰信号。(3)磁悬浮直线同步电动机磁悬浮控制系统设计。设计控制系统的硬件电路,包括控制系统主电路、MOSFET驱动电路、电流检测电路、悬浮高度检测电路和故障保护电路;控制软件部分包括主程序及中断服务程序,中断服务程序包括变论域模糊PID控制算法、电流和悬浮高度信号采样、PWM生成等。