永磁同步直线电机拥有控制精度高、功率密度大及响应速度快等特性,在一些需要做直线运动场合,如工业装配、交通运输的场景下应用非常广泛。但是由于直线电机强耦合、强非线性等特点,难以建立精准的数学模型,同时在运行过程中电机的参数变化,外部干扰以及负载变化等也带来了直线电机系统的不确定性。因此,如何设计合适的控制策略使得直线电机系统具有良好的快速性、稳定性以及对系统参数变化和负载扰动的鲁棒性具有重要研究意义。滑模控制是一种处理非线性摄动、外部干扰和不确定参数的有效的控制方法,自提出以来在实际工程中得到了广泛的应用,而且滑模控制方法可以保证闭环系统具有良好的鲁棒性和干扰抑制性能。传统的滑模控制会给系统带来抖振问题,而快速终端滑模控制不含切换项,其控制律是连续的因此能有效的消除控制系统的抖振现象,且能保证系统在有限时间内快速收敛到平衡状态。本文以永磁同步直线电机作为研究对象,首先介绍了永磁同步直线电机的基本结构以及基本的工作原理,并且建立分析dq坐标系下永磁同步直线电机的数学模型。然后为直线电机系统设计了快速终端滑模控制器以抑制抖振问题和提高永磁同步直线电机跟踪精度。此外,考虑到快速非奇异终端滑模控制在处理系统动态约束和控制性能之间存在一个折衷问题,本文提出了一种新型的有限时间干扰观测器对集总扰动实时估计并实现前馈补偿,这是一种既能保证控制性能又能提高负载扰动的鲁棒性的有效方法。此外,考虑到直线电机系统的速度信号不易测量且安装速度传感器会增加电机的体积质量,也会提高系统的硬件成本的实际情况下,本文提出了有限时间扩张状态观测器,仅利用直线电机输出的位置信息估计出速度以及干扰的估计值,从而设计出了基于输出反馈的非奇异终端滑模控制器,提高了直线电机的快速响应与抗干扰能力。同时基于Lyapunov稳定性理论给出了严格的闭环系统的稳定性证明。最后,在Matlab环境中对所提策略的控制性能进行了仿真研究,仿真结果验证了该控制策略可以使得闭环系统具有良好的干扰抑制和跟踪性能。