高速切削技术是近年来发展十分迅速的一项先进制造技术。它可以提高机床的生产效率以及零件的加工精度和表面质量，还能解决常规加工工艺难以解决的一些问题，成为现代制造技术发展史上的一个重大突破。 实现高速切削的关键技术之一，是开发具有高速加工能力的数控机床。这需要一个刚度高、动态响应灵敏的快速进给系统。而目前机床进给系统大多采用滚珠丝杠传动的方式，限制了机床的最大进给速度，阻碍了机床高速性能的发挥。相对于传统进给方式，直线电动机不需要经过任何中间转换机构直接完成直线驱动，是现代数控机床高速高精进给驱动的理想部件。 论文首先讨论了直线电动机在数控机床上应用存在的特殊性问题，主要包括：直线电动机的选型，与机床本体的结构对接，电动机的发热与冷却，导轨的选择和工作台的轻化，直线电动机的端部效应，防磁措施，法向吸引力和伺服控制策略等，并提出了相应的合理解决方案。结合高速切削理论，详细阐述了高速数控机床选用永磁直线同步电动机（PMLSM）的计算方法和校验过程。 其次，论文对直线电动机的结构及其工作原理进行了分析，建立了永磁直线同步电动机的数学模型，深入研究了直线电动机的矢量控制方法，得到Simulink环境下PMLSM的仿真模型和控制系统结构原理图。 直线电动机的动子和工作台设计为一个整体，这种“零传动”方式在结构上的简化必然增加伺服控制的难度，工作过程中受到的任何扰动都将直接作用在直线电动机上。为了满足数控机床用永磁直线同步电动机位置伺服控制和速度控制的性能要求，抑制参数摄动和负载扰动等不确定因素对伺服单元的影响，论文引入二次型性能指标，设计了单神经元自适应PID速度控制器，通过数字仿真研究了控制器在各种干扰状态下的输出结果，并对结果进行了分析比较。 最后在THHZ-1型直线电动机试验装置上进行了直线电动机的特性试验，对其运行状况进行观察。测定了电动机推力特性、电压特性和额定参数等，并对数据进行分析，得到直线电动机的实际工作特性，并与直线电动机特性的数字仿真结果进行了比较。