永磁同步直线电机作为自动化设备的核心部件,其控制性能决定了自动化设备的效率和精度。如何实现永磁同步直线电机的高速高精度控制成为当前研究的热点。目前,永磁同步直线电机的控制策略主要有PID控制、滑模控制、自适应控制、模糊控制、鲁棒控制及神经网络控制等等。永磁同步直线电机系统是一个非线性、多变量、强耦合的复杂系统,其自身容易受到系统参数变化、摩擦力扰动、外界干扰等多种不确定性因素的影响。而滑模控制本质上是一种特殊的非线性控制,其控制方式是根据当前的状态量不断变化,迫使响应曲线很好地跟踪规划曲线,且其具有响应速度快、对参数变化及外界扰动不敏感和容易实现的特点。本文针对永磁同步直线电机的特点,结合滑模控制的优点,对运动规划和永磁同步直线电机的伺服系统进了理论研究与实验分析。本文的主要研究内容如下:（1）研究分析国内外直线电机的发展及其应用现状,并对常见的控制策略进行了总结。介绍自动化设备的核心部件永磁同步直线电机的结构特点和工作原理,并在d-q同步旋转坐标系下建立永磁同步直线电机的数学模型,综合分析常见的矢量控制策略的特点后选择id=0控制方法。（2）针对自动化设备的点到点高速运动存在的冲击与残余振动问题,对典型的运动规划进行分析研究以获得适合高速高精度运动的运动规划。通过对几种典型的运动规划曲线进行分析对比及其表达式的计算量分析对比等等,综合考虑计算量和控制卡的特点,选择四阶S型运动规划,并分析四阶S型运动规划的特点及推导出其位置、速度、加速度和加加速度表达式。（3）通过对常见的滑模面和趋近律的特点进行分析研究,根据其存在的不足,设计全局快速非奇异终端滑模控制器。在MATLAB的Simulink环境下,搭建起PMLSM的伺服系统,通过仿真分析,与传统滑模控制器相比,验证全局快速非奇异终端滑模控制器的响应速度快、跟踪性能好、鲁棒性强。同时对滑模控制的抖振现象抑制方法进行了分析研究,本文选用sigmoid函数替代符号函数,通过仿真分析,验证sigmoid函数可以很好地抑制滑模控制固有的抖振现象。同时对sigmoid函数的参数a取不同的值进行对比实验,以获取最优的参数a值。（4）针对全局快速非奇异终端滑模控制器对外界扰动确定时的控制效果较好,而遇到内部不确定因素和时变的外界扰动的控制效果有待提高,设计自适应反演滑模控制器。通过仿真分析,与全局快速非奇异终端滑模控制器相比,验证自适应反演滑模控制器的响应速度快、鲁棒性强,很好地适应了高速高精度的应用场合。（5）搭建运动平台,对设计的控制器进行验证。在软件Cross Core Embedded Studio环境下使用C语言对运动规划算法和控制算法进行编写,并把编译的dlm文件加载到控制卡的DSP中实现电机控制。同时基于Visual Studio 2019开发环境的MFC编写平台调试软件。通过实验结果分析,验证自适应反演滑模控制器的响应性能和定位时间都优于全局快速非奇异终端滑模控制器、自适应非奇异终端滑模控制器;自适应反演滑模控制器的长距离运动和短距离运动的响应性能和定位时间都优于工业上常用的三闭环PID控制。