随着航空航天等行业的快速发展，各种金属材料复杂曲面零件的需求日益增长，对慢刀伺服车削机床在动态响应和低速稳定性方面提出了更高的要求。直线电机作为高端数控机床的主要动力源之一，直接影响着系统跟踪性能。由于直线电机省去了旋转电机的中间传动环节，实现直驱式运动，消除了中间传动环节带来的误差，但是这种直驱式运动也导致推力波动等干扰会直接作用到直线电机的动子上，严重地影响直线电机运动平台的精度，已经成为影响机床跟踪性能的一个不可忽视的因素。因此研究如何减小推力波动等干扰对直线电机的影响，是实现慢刀伺服加工高动态响应、低速稳定性的关键。
　　本文采用优化控制系统的方法，对推力波动进行补偿。首先，推导了直线电机的理论模型，设计了开环扫频实验，通过系统辨识获得了直线电机的近似模型；从直线电机推力波动的成因出发，建立推力波动的数学模型，采用匀速恒拉力法采集推力波动的数据，通过辨识得到了推力波动的数学模型。
　　其次，采用扰动观测器对推力波动补偿进行研究，并在扰动观测器中加入前馈控制。仿真结果表明，扰动观测器+前馈控制能够对推力波动起到明显的补偿效果，但是扰动观测器对模型的辨识精度要求很高。
　　再次，深入研究了自抗扰控制推力波动的补偿方法。提出采用全程快速非线性跟踪微分器替代经典非线性跟踪微分器，针对跟踪微分器的时延问题，加入微分预测补偿，并在反馈回路上采用微分跟踪器替代扩张状态观测器的前两阶，最后加入前馈控制，仿真结果验证了改进策略的有效性。
　　最后，在理论分析的基础上，搭建基于PowerUMAC的直线电机运动平台。分别使用扰动观测器和自抗扰控制器对推力波动进行补偿实验，对比了改进前后控制算法在动态响应和低速稳定性的性能，实验结果验证了改进策略的有效性。