该文就新型的串联磁路结构双定子混合式直接驱动电动机(dual-stator hybrid direct-drive motor:DSHBDDM)开展了相关的研究工作.针对直接驱动系统对电动机的特性要求,该文提出了一种串联磁路结构DSHBDDM方案.在概述原理的基础上建立了DSHBDDM的等效磁路,分析了电机两种磁路结构的特点.串联磁路结构双定子电动机两个定子共用一个主磁路,具体分析设计时应考虑永磁体磁势的合理配置.并联磁路结构双定子电动机有两个独立的内外磁路,由于共用同一个永磁转子,在具体分析时应考虑到永磁体发出的总磁通的合理分配.建立了串联磁路结构DSHBDDM的简化磁网络模型,对电动机的电磁转矩进行了解析分析.在解析分析的基础上,作者研制了实际样机并进行了实验研究.永磁电动机转矩波动的存在,一直是阻碍伺服系统性能提高的主要因素,致使系统无法实现更精确的位置控制和更高性能的速度控制.尤其在直接驱动系统中,即使有很小的转矩波动,这种波动所带来的不良影响直接体现在负载上,因此,转矩波动问题更为突出.该文从分析定位转矩的产生机理出发,利用电机的简化磁网络模型,对串联磁路结构DSHBDDM的定位转矩进行了解析分析,提出了内外定子错齿减小定位转矩的方案,讨论了内外定子错齿对电机电磁转矩的影响,通过对样机内外定子错齿情况下定位转矩和静转矩的实验测试,验证了作者理论分析的正确性.直接驱动电动机是直接驱动系统的控制对象和执行元件,也是整个系统的核心,它的性能优劣直接影响着系统的工作性能.在控制系统的模型中,电动机的模型是一个关键环节,模型建立的精确与否,直接影响控制系统的性能.该文建立了三相串联磁路结构DSHBDDM的数学模型.利用电机的磁网络模型,分析了三相串联磁路结构DSHBDDM的反电势和自感与互感,提出了一种在电动机动态运行中测量电感的方法.在直接驱动系统中,非线性负载的扰动直接耦合到直接驱动电动机的输出轴上,与带有减速机构的传统驱动系统相比,直接驱动系统要求具有现代的、较复杂的控制器结构.为了提高串联磁路结构DSHBDDM控制系统的控制性能,该文把非线性的滞回单元应用于PI控制系统,构成非线性的规范模型以及规范模型跟踪控制系统.分析了有限时间整定速度控制系统的原理,提出了以PI+HYS控制系统为规范模型的串联磁路结构DSHBDDM的非线性规范模型跟踪控制系统方案,分析了该控制系统的原理,设计了鲁棒补偿器.理论分析和实验研究表明,该文提出的串联磁路结构DSHBDDM结构方案,具有高转矩密度、高效率和低转动惯量的特点,为直接驱动系统性能的提高提供了一种新的行之有效的方案.