随着工业制造水平的不断发展，超高速加工和超精密加工成为未来机床业发展的主题，永磁同步直线电机以长行程、低惯量、高精度、快响应、高速度、推力大，结构简洁等特征，是高速精密机床中直线运动的理想动力装置。由于永磁同步直线电机的端部效应和齿槽效应等固有的特性，大推力永磁同步直线电机的推力波动严重，产生低速爬行和抖动现象，恶化电机的运动特性，制约了其在先进装备中的应用。本文在深入研究国内外直线电机研究和应用的基础上，对单边平板式大推力永磁同步直线电动机机械特性进行研究，针对现有大推力永磁同步直线电机存在的推力波动等问题，从磁路分析和设计、机械结构设计、伺服系统控制补偿等方面进行研究，减少推力波动，优化了大推力永磁同步直线电机的运动特性。 文章首先阐述了课题的背景，国内外的研究现状，研究的目的、意义和内容等。接着对永磁同步直线电机的结构和工作原理进行了分析。以永磁同步直线电机的推力特性为研究对象，比较了电磁场的各种分析方法，采用分层线性模型思想，分析出了永磁同步直线电机中的磁场分布，推导出了电磁推力波动表达式。 其次研究了永磁同步直线电机推力波动的机理，对电磁场有限元法进行数学分析，通过有限元法对永磁同步直线电机的端部效应和齿槽效应进行研究分析，实现以优化动子铁芯长度来降低边端力；实现以短距分数槽绕组来降低齿槽力，消除和抑制谐波推力。通过拟合的推力波动表达式，提出以补偿电流的方法来抑制波动推力。运用MATLAB/Simulink搭建了永磁同步直线电机伺服控制器在三种状态下的仿真模型，分别为忽略推力波动、考虑推力波动无补偿策略、考虑推力波动进行Iq电流补偿时的永磁同步直线电机伺服控制仿真模型。对三种仿真模型进行仿真比较，验证了通过Iq电流补偿能有效抑制推力波动的有效性。 最后利用数字信号处理芯片、大功率逆变器、直线光栅尺等永磁同步直线电机伺服控制硬件平台，完成永磁同步直线电机伺服控制系统对波动力补偿的实现。通过搭建的实验平台，对补偿策略进行现场测试，对实验进行分析研究，验证了通过电流补偿策略能有效抑制永磁同步直线电机推力波动，能保证系统的稳定性能。给全文研究进行总结，并提出了存在的问题，给出了改进的建议。