高精度场合下对伺服系统的准确性、快速响应性、稳定性等具有较高的要求,传统的“旋转电机+滚珠丝杠”的机械加工结构已经越来越不能满足这种需求。永磁同步直线电机将电能直接转化为直线运动的机械能,不需要中间传动装置,具有结构简单、工作效率高、定位精度高的特点,因此目前正被广泛应用于高档精密加工的场合下。本文以双次级永磁同步直线电机为研究对象,针对该电机存在的由固有结构构造带来的推力波动、初始定位较难、控制电路存在外界干扰等问题开展研究,主要研究内容如下：(1)对直线电机的电压、磁链、电磁转矩和机械运动方程进行理论分析和推导,找出与直线电机磁链、电磁转矩直接相关的控制参数。并且对直线电机在运动过程中的受力情况做了分析,找出影响推力波动的因素。找出并分析了高精度场合下的干扰源问题。(2)由于直线电机控制信号的直接输入是由逆变器产生的,而且很多比较经典的控制算法前提都是把直线电机和逆变器看作一个整体来研究,因此对逆变器的工作原理作了研究,并在逆变器的角度提出优化直线电机控制性能的方案。选择矢量控制方案,对SVPWM中的两种形式CLARKE做详细的推导,所涉及的参数由来也给予明确的描述,对直线电机进行解耦控制,从而提高控制精度。(3)对直线电机初始定位时采用基于编码器输出信号二分搜索法的初始位置估计方案,提高了初始定位的精度,从而确保了启动的平稳性和准确性。(4)针对直线电机在运行过程中的外界干扰提出引入改进PID算法结合干扰观测器确保其运行平稳性的方案。并对所采用的PID和干扰观测器控制策略进行仿真分析。(5)使用TI公司的高性能芯片TMS320F2812为主控制芯片,在硬件电路设计中减少干扰的来源,确保控制信号的准确无误性,并在此硬件平台上对所提出的控制方法进行了论证。