在“中国制造2025”的潮流下,国内制造业正朝着高速高精高自动化的方向发展,直线电机以其独有的优势,逐渐取代传统的“旋转电机+滚珠丝杠”的结构,并正被广泛应用于高档数控机床、包装和码垛机器人、拾取和放置机器人、光刻机等行业。直线电机驱动的二维平面运动是数控机床为代表的自动化生产制造设备实现定位和进给的最基本的运动之一,其最重要的性能指标是轮廓精度。本文以二维XY直线电机工作台作为实验平台,对单轴位置跟踪性能和双轴轮廓控制性能两方面进行了研究,意在设计一种可以有效提高系统轮廓精度和自适应性能的轮廓误差控制方案。首先,本文阐述了课题的国内外研究现状和研究意义,介绍了二维XY直线电机平台的软硬件结构和工作原理;其次,分析了模糊控制和鸡群优化算法理论,为直线电机单轴伺服系统设计了位置环控制器;再次,分析并建立了实时轮廓误差估算模型,采用变增益模糊交叉耦合控制,实现对轮廓误差的实时补偿,提高二维工作台的轮廓精度;最后,针对本文所提出的单轴控制策略和双轴控制方案,分别在给定条件下进行对比实验验证,为多轴直线电机伺服系统的轮廓误差控制提供新思路。本文的主要研究成果有以下几点:(1)针对二维XY直线电机平台各单轴伺服系统的控制,在传统PID控制的基础上,设计了基于改进鸡群优化算法的模糊PID控制器(ICSO-Fuzzy-PID),并通过仿真和实验验证了所提出的ICSO-Fuzzy-PID控制在单轴跟踪性能、自适应性和鲁棒性等方面都优于传统PID控制;(2)研究二维XY直线电机平台的轮廓误差控制算法,在各单轴采用ICSO-Fuzzy-PID控制策略的基础上,设计了变增益模糊交叉耦合控制器(CCC-Fuzzy-PID),并将其应用于多轴直线电机伺服系统的轮廓误差控制中;(3)结合仿真分析和实验测试方法,验证了本文所提出的ICSO-Fuzzy-PID和CCC-Fuzzy-PID控制方法,可有效降低二维XY直线电机平台的轮廓误差,从而有效提高系统的轮廓精度。