直线运动系统作为一种新型的驱动形式已经广泛地应用于实际生产中,如数控机床的主轴运动,坐标型机械手各自由度的运动等。以使其快速、敏捷、高精度为目标的控制研究也成为了近来控制工程研究的热点问题。根据直线运动系统的特点,本研究在充分考虑驱动连接柔性、复杂不确定负载,以及摩擦特性的情况下,开展了以下工作。以Stribeck摩擦模型作为研究对象,在比较了最小二乘法、脉冲响应法和神经网络参数逼近法后,选择利用遗传算法对系统的摩擦项进行参数辨识,对比实际参数和逼近参数的曲线,逼近的参数下能较好的跟踪真实摩擦曲线。构建了直线运动系统的等效模型:直线电机-弹簧-质量块-弹簧-质量块系统。首先依据滑模控制理论设计了轨迹跟踪控制器,实现了对给定信号的跟踪,并且取得了良好的效果;为了进一步提高控制精度,减少控制输入的峰值,应用BP神经网络对滑模控制的不确定项进行在线逼近,优化了被控系统的控制输入;之后设计了被控系统状态量观测器,为反馈控制中无法直接测量的速度进行观测,获得良好的结果。对以上设计的轨迹跟踪控制器、状态量观测器,应用计算机虚拟仿真软件ADAMS进行了实验验证。同时在基于DSP控制器的实验平台上开展了物理实验工作,并且获得了摩擦模型中参数辨识所需要的基本数据。