在实际细分加工领域应用中,存在很多需要利用直线电机控制高精度横移运动的加工场景,而这类加工机构往往只利用了单台直线电机,因为内部存在的不可克服的不确定阻力的影响,这类加工机构的可控精度达到一定程度就无法再提升。由此我们设想能否设计一种机构,利用通过某种形式连接多台直线电机,实现通过相互协作运动抵消运动过程中产生的各种不确定阻力,获得更高级别可控精度合力。本课题以单台直线不对称双边开关磁阻电机(后面简称LSRM-Linear Switched Reluctance Motor)为基础,设计搭建了一台复合双动子长直线不对称双边开关磁阻电机(后面简称dual-mover LSRM),该复合电机是在一个水平定子台上集成两个电机动子,两个电机动子相互之间用弹簧连接且其中一端电机动子通过弹簧连接固定端梁(端梁为合力输出测量点),电机动子通过控制总线及编码器等连接电脑,实现通过电脑软件对两个电机动子实时运动的控制,进而实现一个可控高精度力输出。在控制过程中,电脑端实时接收两个电机动子的位置信息及合力输出信息,并不断通过软件实时修正两个电机动子的位移动作,时刻维持着低误差高精度合力的输出及整个系统形成一个闭环可控系统。文章首先对直线电机的背景及发展概况进行了简单介绍,再深入研究分析其工作原理及电磁、电路及动力特性方程,再根据复合双动子长直线不对称双边开关磁阻电机的联动方程搭建硬件实验台,实验台搭建完成后再通过dSPACE平台及控制软件设计出整个系统控制平台。本课题选用了dSPACE半实物仿真平台设计了一种互补力分配控制方案,实现了对集成两个不对称双边开关磁阻电机动子的新型复合长直线电机可控高精度合力的研究。合力测量点负责收集合力数据,总线负责连接控制两个通过弹簧连接的电机动子在定子平台上运动。通过研究两个电机动子的互补力数学模型,及根据弹簧形变、位移以及弹簧系数的关系,分别提出了三种合力控制分配方案——(1)恒比分配策略、(2)带饱和区间和误差补偿的恒比分配策略、(3)可变比例分配策略。通过多次模拟实验获得实验数据及结果。在恒比分配策略的互补力相互作用下,实验结果显示确实可有效地减少力波动,实现一定程度较高精度合力的输出,但是只要弹簧形变量一旦突破某个x值,原本可控的误差就开始突变并开始变得不可控;由此我们在恒比例控制策略的基础上添加了饱和区间和误差补偿,虽然不再出现不可控突变的现象,但是控制精度仍无法获得进一步突破。由此进行了设想可以实时补偿且抵消阻力的可变比例法分配策略的控制实验,结果表明,无论是以单位坡道力作为参考力时(动态误差值可有效控制在0.044 mm和0.04 mm)还是以60N、频率为0.5 Hz的正弦力为参考力(能得到0.062 N和0.091 N的动态力控制精度),都能获得很高的合力控制精度。这使得此项目的实际应用性得到了提高。因此本文的研究具有一定的实际意义,以后可推广研究多电机互补控制获得合力输出,得到更高精度力。使直线开关磁阻电机在“工业智能化”时代的实际应用程度更深、更高,这将大幅度提高本文章的实践意义。