近年来,直线直驱运动越来越多,基于旋转电机和齿轮传动的传统方案越来越显示出弊端,结构臃肿,精度受限,速度和加速度较低,严重制约了直线直驱运动的发展。直线电机以其优良的性能克服了传统直驱运动在传动过程中的弊端,但由于PI的控制方案控制精度有限,不能最大限度地发挥直线电机的优势,在此背景下,本文以STM32F407单片机为控制核心,对永磁同步直线电机驱动系统进行了研究。首先,根据永磁同步直线电机的运行原理,建立了其数学方程。推导了直线电机推力波动产生的数学机理,用实验方法验证了推力模型的正确性,在此基础上建立了永磁同步直线电机的仿真模型,通过数学方法辨识出电机参数;介绍了永磁同步直线电机的矢量算法,确定了速度、电流的双闭环的控制策略。分析了双PI控制策略和积分滑模变结构控制策略。在此基础上,基于Matlab/Simulink建立了矢量控制下的PI闭环控制策略和积分滑模变结构控制策略。并进行了仿真,对积分滑模变结构控制策略的不足,提出了改进方案,验证了方案的正确性。再次,完成了实验平台的软硬件搭建,其中硬件部分包括基于STM32F407VET6单片机的控制核心、栅极驱动器和NMOS构成的三相全桥驱动逆变电路以及通信电路和保护电路;软件上,完成了基于STM32F407单片机程序设计,使用触摸屏建立了简单的操作界面。对于本工程,软件部分主要完成了核心算法编制,通信协议,传感器驱动代码等,本设计的核心控制代码采用MATLAB的代码生成工具完成,对仿真到代码实现进行了详细叙述,使MATLAB的仿真算法在具有仿真意义的同时也具有实际意义。最后,在软硬件平台完成的基础上,进行了实验,对电机动子位置和电角速度进行了计算,对三相电流进行采集和测量,对电机动子速度的动态响应进行了测试,经实验验证,本文所提出的改进型积分滑模算法在动态性能和静态性能上比传统PI算法更优,验证了改进算法的有效性。同时,对改进型积分滑模算法控制下的速度折返实验,在速度突变等情况下,控制效果良好,电机平稳,达到了预期目标