本文主要内容为大型船用活塞车削机床衍生直线伺服系统的控制器及控制方法研究。采用衍生结构设计的直线伺服车削系统,能够满足大型工件的精密结构加工需求。第一章分析了传统CNC的不足,指出衍生结构机床是解决项目的关键。对国内外直线伺服系统的应用现状进行了综述,对当前直线电机驱动控制方法进行了归纳,指出了主要控制方法的适用范围,确立基于鲁棒稳定性的自适应控制方法的研究方向。第二章研究并分析主流控制思想,遴选、阐述了适合运动控制的一些基本控制结构,高度总结多种制方法的基础理念：前馈思想、反馈思想。遵循两种思想派生的控制律为：按模式补偿、按误差逼近；指出前者适合已建模系统控制,后者适合非建模控制。针对衍生车床直线伺服电机确定了自适应前馈与鲁棒稳定的反馈控制相结合的综合控制架构。第三章主要研究前馈自适应方法,在方法上取得了三个主要创新。首先研究并实现了前馈参数的自校正方法,提出微分先行的前馈参数遗忘因子最小二乘辨识方法,建立微分先行所节省的计算步骤与阶次的关系公式。微分先行辨识方法,可减少70%加法与乘法计算量,大大提高辨识效率。其次,对矢量误差与参数的关系进行了深入的创新性研究,指出矢量误差与速度前馈参数、加速度前馈参数在较大范围内具备单调关系,利用该单调关系设计基于矢量误差的I、PI前馈参数寻优方案。应用dSPACE实物系统进行验证试验,比较两种策略的优劣。实验表明该方法能够在系统外环稳定的情况下,寻优前馈参数,并可根据参数与系统特性的关系对内环控制参数进行整定,具有一阶误差收敛速度,模型依赖程度小,稳定性易于调节,适合工程应用。第三,将递推遗忘因子最小二乘法,应用于矢量误差的在线提取,设计了实验,并验证了该方法的可行性。第四章简要阐述衍生控制器硬件设计与辅助调试软件设计。针对变凸椭圆车床系统需求列写了对应的硬件接口设计方案。创新设计了总线外寻址正交编码器扩展电路,节省I/O端口；创新设计了输出信号线切换式串口复用电路；设计高精度DA接口电路等,满足了工程需要。对基于LabVIEW的辅助调试软件设计进行简要说明。应用该硬件系统与软件系统进行现场调试,当带宽为20Hz,加工频率为5Hz的情况下,跟踪精度小于±6微米,达到国内先进水平。第五章总结了研究成果和当前工作的不足,提出了改进建议。