永磁直线伺服电机具有推力密度大、传输效率高、响应快速等优点,日益成为高速、高精密直线运动控制中最热门的应用。本文围绕平板式永磁直线同步电机领域,广泛阅读了该领域最新研究成果、系统梳理理论热点、在仿真分析和实验测试的基础上,主要完成了以下工作：第一,基于有限元仿真和实验测试,分析了平板式永磁直线伺服电机的磁阻力特性、推力特性和摩擦力特性。通过建立单元齿槽磁阻力模型并列出各关键位置点处的齿槽磁阻力表达式,得到永磁直线同步电机的齿槽磁阻力波长应是槽距和极距的最大公约数的结论;第二,在理论分析永磁直线伺服电机的数学模型和对扰动因素的基础上,提出了“PID反馈控制+前馈补偿+观测再补偿”的复合式控制策略。在传统PID反馈控制中嵌入针对确定力模型的前馈补偿方案和针对负载扰动的补偿方案,并由仿真分析进行验证；第三,在分析永磁直线同步电机数学模型的基础上,建立了位置环滑模变结构控制状态方程和等效控制模型,且提出了更为精确全面的控制参数和等效模型参数的确定方法,设计了带积分补偿器的位置环滑模控制器。通过仿真对传统结构和带积分补偿器结构进行了比较,得出以下结论：带积分补偿器结构能够较好地克服系统受外力干扰和负载变化所产生的振荡现象,有效地削弱了滑模变结构的抖振现象,克服系统动子质量和永磁铁磁链扰动产生的系统振荡,提高系统的鲁棒性和控制精度；第四,设计了永磁直线伺服电机驱动控制器,由试验验证了伺服控制系统速度闭环控制和位置闭环控制的性能。