永磁直线同步电动机(PMLSM)具有推力大、响应快、精度高等优点,在工业生产中已经得到了广泛应用。为解决PMLSM易受参数变化、未建模动态以及摩擦力等不确定性因素的影响,同时直接推力控制系统易产生较大的推力纹波,设计了积分滑模控制器和双边界层滑模观测器,提高直接推力控制系统的鲁棒性和跟踪性并减小推力纹波。首先,介绍了PMLSM的基本结构和工作原理,分析了PMLSM中不确定性产生的原因及其对系统控制精度的影响,建立了含有不确定性因素的PMLSM动态数学模型,阐述了PMLSM直接推力控制系统及其坐标变换基本原理,为积分滑模控制器和双边界层滑模观测器的设计奠定了基础。然后,针对PMLSM直接推力控制系统中存在推力纹波和速度跟踪误差,提出了一种基于积分滑模控制器的PMLSM直接推力控制方案。利用速度与推力作为状态变量,在同步旋转定子磁链矢量坐标参考系中构建二阶非线性状态空间方程,并根据此空间状态建立积分滑模控制律,取代独立的速度控制器与推力控制器,简化了系统的控制结构,提高了系统的动态响应。选用饱和函数作为切换函数,降低了滑模控制的抖振现象,进一步消除速度跟踪中的稳态误差,提高了系统的鲁棒性。利用李雅普诺夫稳定性分析证明了积分滑模控制器是全局渐近稳定的。通过系统仿真验证了提出的方法的有效性。最后,为解决积分滑模控制器在获取速度的二阶导数时易受到高频噪声的影响,设计了双边界层滑模观测器对速度进行估计。该观测器可以自适应调整观测范围,使得估计误差和边界层厚度同步变化,削弱抖振并增强观测器鲁棒性。系统仿真结果证明了双边界层滑模观测器的可行性。