本论文以研究永磁直线同步电机进给系统与控制方法为主要目的，吸收相关学科的新思想、新理论、新技术，建立了永磁直线同步电机进给系统，并采用理论研究、计算机仿真与实验研究相结合的研究方法，系统地进行了动力学分析、优化、控制和相应的技术基础研究与实验研究。 第一章，阐述了本论文研究的背景与重要意义，详细介绍了永磁直线同步电机直线进给系统的研究及发展现状，概述了论文研究的主要内容。 第二章，在分析永磁直线同步电机空间矢量变换规律基础上，建立了永磁直线同步电机的数学模型，重点推导了永磁直线同步电机d-q轴模型及推力公式，最后得出了永磁直线同步电机转子磁链定向控制的方式及原理。 第三章，在分析永磁直线同步电机进给系统的受力状况基础上，建立了进给系统简化的动力学方程，提出了采用优化进给系统结构降低扰动力方法，并对边端力、齿槽力及滑动摩擦力进行有限元计算及拟合，最后提出了采用扰动力观察器补偿残余扰动力及应用状态估计器辨识模型参数方法。 第四章，详细介绍了试验永磁直线同步电机进给系统软、硬件系统，提出了确定初始位置角方法，介绍了永磁直线同步电机进给系统正向运动、制动及反向运行原理，阐述了进给系统的各控制环及低通滤波器的作用及选择原则。 第五章，以H_∞控制策略理论为基础，根据进给系统模型不确定性及扰动力状况，重点研究了确定权重函数的方法，设计了混合H_∞速度控制器，理论分析了速度控制器的稳定性与抗扰动能力，仿真结果表明与PI控制器相比，H_∞速度控制器在永磁直线同步电机进给系统上具有较大的优点，并在实验室进行了初步实验。 第六章，针对永磁直线同步电机进给系统存在许多非线性环节，从运动方程及运动量之间的内在关系出发，分步设计全局稳定的非线性位置控制器，采用Lyapunov直接法对设计的非线性控制器进行了稳定性分析，表明设计位置控制器是渐近稳定的，仿真结果表明非线性控制器运动性能指标优于广泛应用的内嵌式PI控制器。 第七章，构建了进给系统定位精度和重复定位精度测试系统，进行了定位精度和重复定位精度进行检测与分析，实验验证了补偿后的定位系统基本上消除了由于制造、安装等原因引起的线性误差，提高了进给平台的定位精度，并把永磁直线同步电机应用于平面磨床的进给系统，实验表明永磁直线同步电机进给系统具有很高的实际应用价值。 第八章，对本论文的研究工作和研究成果进行了总结，展望了未来的研究工作。