平面开关磁阻电机是一种新型的特种电机,具有直驱、结构简单、可靠性高、精度高、行程大等优点,在先进制造装备领域展示出应用前景。迄今平面开关磁阻电机的设计理论及其控制研究已经取得进展,但是对平面开关磁阻电机系统的性能参数及特性的测试研究还不够系统深入,为此,本文重点研究了平面开关磁阻电机系统的性能测试,并开展了基于Lu Gre摩擦模型的平面开关磁阻电机系统的摩擦补偿控制研究。阐述了平面开关磁阻电机的结构及其工作原理,构建了平面开关磁阻电机系统的实验平台,推导了平面开关磁阻电机的数学模型,并分析了电机系统的性能参数及特性。针对平面开关磁阻电机系统的机械参数及特性,设计了机械参数及特性的测试方案。给出了平面开关磁阻电机的机械参数,利用应变片测量了电机的静态法向力,采用振动加速度传感器测试了电机的动态法向力,基于ANSYS的有限元模态分析方法和模态试验方法得到了电机的固有频率,运用声压传感器测量了电机的噪声。测试结果表明:法向力脉动是引起平面开关磁阻电机振动的主要原因,当法向力频率接近于电机某阶次的固有频率时,电机将会产生较大的振动;平面开关磁阻电机的噪声与励磁电流的大小、电机运行轨迹及控制策略有关;通过有效的控制算法,可避开电机的固有频率,从而实现该电机的减振降噪。针对平面开关磁阻电机系统的电机参数及特性,设计了电机参数及其特性的测试方案。利用LCR测量仪测量了电机动子绕组的电感,采用伏安测量法获得了动子间的互感特性,使用阶跃电压法间接测量了电机磁链,并推算出了电机推力,通过测力计测量了电机合力。测试结果表明:平面开关磁阻电机系统的电机特性具有复杂的非线性,与动定子间的位置及相电流有关。针对摩擦力严重阻碍平面开关磁阻电机系统的高精度运动,采用Lu Gre模型建立了平面开关磁阻电机沿X轴和Y轴的摩擦力模型,并辨识了Lu Gre摩擦模型的参数,构建了观测器观测平面开关磁阻电机的摩擦力,设计了基于Lu Gre摩擦模型的平面开关磁阻系统摩擦补偿控制算法,并分析了加入摩擦补偿后的平面开关磁阻电机系统的稳定性,对基于Lu Gre摩擦模型的平面开关磁阻系统进行了仿真和实验研究,测试了不加摩擦补偿控制算法和加入摩擦补偿控制算法的平面开关磁阻电机系统的控制性能。研究结果表明:与不加摩擦补偿的平面开关磁阻电机系统相比,加入摩擦补偿后的平面开关磁阻电机系统,跟踪性得到了提高,动态位置误差显著降低了40.00%以上,运动精度明显提高了,验证了设计的基于Lu Gre摩擦模型的摩擦补偿控制算法的正确性和有效性。