永磁同步直线电机(PMLSM)由于取消了中间机械传动环节,加速了系统反应速度,具有结构简单、精度高、推力大、速度快和直接驱动等优点。近年来,随着电机制造、控制技术研究的不断深入,在数控机床、轨道交通等领域得到了大力的发展与应用。但也因为取消了中间机械传动环节,导致在电机运行过程中,由于自身结构原因和外部因素造成的扰动将直接作用于PMLSM本身,致使电机运行不稳定,大大增加了系统的控制难度。因此,对于PMLSM推力波动的抑制问题日渐成为广大学者的重要研究方向。本文以PMLSM推力波动抑制问题为研究主题,从电机自身结构和控制系统两个方面进行了分析和研究。本文首先对PMLSM的结构和工作原理进行了简要介绍,同时在Ansoft Maxwell 3D建立了三维模型并对其进行了动态有限元分析,结合仿真实验结果分析了推力波动产生的原因主要是磁阻力。针对磁阻力的产生,通过优化电机结构,经实验仿真对比分析,对电机结构做出适当的优化可抑制磁阻力减小推力波动的产生。其次建立了PMLSM在dq轴的数学模型,根据直接推力控制(DFC)原理在Matlab/Simulink软件中建立了PMLSM DFC仿真模型。经仿真发现传统的直接推力控制系统推力波动较大,提出引入粒子群算法(PSO)和模糊控制算法(Fuzzy Control),经仿真分析发现推力波动得到了有效地抑制,证实了该控制方案的可行性。最后通过对PMLSM控制系统进行分析和研究后,设计了基于DSP+FPGA+IPM的伺服控制系统,并对其中主要硬件模块和软件模块进行了详细介绍。