码垛机械、包装机械、分拣机械的正常工作,一般都需要伺服系统或伺服装置。也正因为如此,伺服技术成为机械系统设计中的关键技术之一。巨大的市场需求,推动了伺服技术的快速发展。本文要研究的是直线伺服装置,这是通过直线电机驱动的一类作直线进给的伺服系统。在码垛机械、包装机械、分拣机械中,直线伺服装置都具有非常重要的用途。甚至在数控加工中心和一些工业机器人中,也离不开直线伺服装置的使用。直线伺服装置在各类机械系统中的运用,有着多方面的性能要求。如果机械系统的直线行程较短,就需要直线伺服装置能够给出准确的位置控制,并保证准确的起停,间接涉及到瞬时的速度拉升和下降。对于直线伺服装置本身而言,不仅控制的范围要大、动态特性要好、位置精度要高,还需要具有更高的刚度,避免因控制过程的实施导致谐振。本文以实验室自有的直线伺服装置为研究对象,针对其高精度的控制问题,提出了有针对性的控制方法,开展的主要研究工作有:第一,给出了自行构建的直线伺服装置的实验平台和装置中的直线电机,之后对直线电机的工作原理进行了阐述,从电压方程、推力方程、机械方程三个角度构建了此种电机的数学模型。第二,为本文的直线伺服装置设计了控制器。在控制器的总体结构上,电流环和位置环配合共同发挥控制作用。其中电流环通过执行机构最终作用于直线电机的转矩控制,位置环则在电流环之前为电流环提供输入。第三,研究了机械谐振的产生机理,并通过实验确定了本文直线伺服装置发生机械谐振的位置在220Hz处。分析了关键参数和负载质量对于直线伺服装置动刚度的影响,实验表明:比例增益、积分频率、微分频率的增加,都会导致系统动刚度的增大;负载质量的增加会导致系统动刚度的减小、诱发谐振,本文直线伺服装置因负载质量变化发生谐振的频率位置为150Hz处。第四,分析了陷波处理的谐振抑制机制,并针对本文直线伺服装置的机械谐振提出了一种基于陷波处理的控制结构。分析了积分处理的谐振抑制机制,并针对本文直线伺服装置的负载质量谐振提出了一种基于积分处理的控制结构。实验结果表明,提出的陷波处理+积分处理的谐振抑制模型,有效地抑制了机械谐振和负载质量谐振。