传统游梁式抽油机必须借助中间环节把电动机的旋转运动转换为抽油杆的直线运动,直线电机抽油机可直接利用直线电机动子的往复运动带动抽油杆上下运动采油,节能效果显著,维护费用大大降低。大功率低速交流永磁同步直线电机(AC PMLSM)具有强非线性、参数时变、机电磁强耦合等特点,目前尚缺乏合适的智能控制系统用以控制这种新型直接驱动系统。本文以直线电机抽油机的AC PMLSM伺服驱动系统、优化抽油控制系统为研究目标,分析、研究了可扩展的直线电机抽油机控制系统硬件体系结构,设计并实现了基于DSP+FPGA的直线电机抽油机AC PMLSM伺服控制硬件系统,设计了基于ARM的优化抽油控制硬件系统。本文主要研究工作包括:(1)对AC PMLSM伺服控制系统、抽油机优化抽油控制系统原理及研究现状进行了较全面的分析,完成了可扩展的直线电机抽油机控制系统总体方案的设计。(2)对直线电机伺服控制技术进行了研究,比较了几种常用的系统实现方案,根据系统的总体设计方案,设计并实现了基于DSP+FPGA结构的全数字永磁同步直线电机伺服控制硬件系统。系统采用TI公司32位TMS320F2812电机专用DSP用于核心伺服控制,FPGA用于提供灵活的可扩展外围接口,整个系统具有结构灵活、通用性强、适于模块化设计、开发周期短、易于维护等优点。(3)对抽油机优化抽油控制系统进行了研究,分析了远程控制、地面示功图及抽油机充满度检测等的功能要求及实现方法,设计了基于ARM的嵌入式优化抽油控制系统。本文的工作为直线电机抽油机控制系统提供了一个功能强大的可扩展的硬件平台,为复杂直线电机伺服控制策略、优化抽油控制策略的实现,以及系统的工程化奠定了基础。