本文主要研究了直线步进电机的高精度控制和仿生优化算法在数字PID控制系统中的应用。首先,介绍了直线电机和直线步进电机的发展和应用概况、结构和工作原理以及不同类型直线电机的优缺点,对直线步进电机的运行稳定性、控制系统进行了分析,并仿真计算了直线步进电机的匀速运行特性。其次,分析了数字PID控制系统的特性,结合实例仿真计算了传统PID、数字PID和改进型PID算法在控制系统中的应用。根据直线步进电机的具体特点,采取有针对性的控制方案,建立了直线步进电机微步驱动的电机仿真模型并针对微步驱动方案进行了仿真计算。再次,为寻找适合的优化控制参数,引入了仿生优化算法——蚁群算法和遗传算法,根据两种算法的优缺点,将算法进行了融合,寻求参数的最优化计算。最后,对优化算法的改进提出了一些设想。