精密加工平台是精密制造领域之中至关重要的设备,其运动控制的精度和噪声直接影响了所加工工件的精度参数,是影响高端制造业的瓶颈因素。因此,对精密加工平台的精度有着严格的要求,而直线电机作为精密加工平台的核心部分,需要其平滑的输出来实现气浮轴的精准位移,由此对直线电机驱动器的输出性能具有更高要求。本课题针对精密加工平台对于直线电机驱动器的技术要求,对现有的直线电机驱动器进行对比研究,并对全球该领域的研究现状进行分析,提出一种线性驱动器的结构,经过理论与实验验证线性驱动器的性能。主要研究内容如下:首先对直线电机的工作原理以及驱动系统中电流环的控制原理进行分析,提出线性驱动器的设计目标以及参数要求,通过理论分析,提出一种三相电机线性驱动器的结构。在此基础上,设计一种线性驱动器的硬件电路,该结构包括驱动、电源以及控制三个部分,其中驱动部分提出一种三级功率放大器结构,采用差分电路作为输入级,晶体管作为中间电压放大级,单位增益的推挽结构作为输出级,并引入各级负反馈以及整体的负反馈改善驱动的非线性。电源部分采用DC/DC转换器与线性稳压器配合供电,在达到提升电源转换效率的同时,起到抑制系统噪声的目的。为满足驱动器对控制能力以及系统对于实时性的要求,采用FPGA与ARM相结合的框架设计线性驱动器系统软件。软件主要包括正弦波信号的产生、Clark变换、电流环控制、Modbus通信程序等功能。最后,针对PWM驱动器与线性驱动器进行对比研究,从波形失真、效率等几个方面分析两种驱动器之间的优劣区别,并具体分析造成线性驱动器与PWM驱动器之间性能差距的原因。采用仿真软件对PWM驱动器以及线性驱动器进行仿真分析,验证上述理论分析的合理性。将本文所设计的线性驱动器与PWM驱动器进行实验验证,从输出波形的稳定性等方面对二者的性能进行对比。将所设计的驱动器驱动精密加工机床的气浮轴,进行位置环的实验,以验证满足控制精度与分辨率的性能指标。