高精度机床一直为工业生产的核心部分，也是各国工业竞争的焦点。由于传统的机床加工精度以及力密度很难从优化上进一步提高，国内外相关研究学者开始从原理上研究新型具有高推力密度、低推力波动的直驱系统。本文根据磁场调制原理，设计一台具有大推力，高精度的直线永磁同步电机，从原理上阐述了电机在低速运行状态下获得更大的推力，研究了电机各尺寸对于电机整体性能的影响。　　本文设计一台额定推力为370N的磁场调制式直线永磁同步电机，通过解析法对电机的磁场进行解析，建立矢量磁位方程加边界条件的形式，求出气隙磁密的通解;并考虑铁心中齿槽对磁密分布的影响，推导出电机在运行过程的电磁性能，得出电机参数对电机性能影响的变化规律。对环形绕组磁场调制式直线永磁同步电机的电阻、电感以及反电势等电机参数进行公式推导，阐明环形绕组具有的优势。　　本文利用Ansoft仿真软件对设计电机进行有限元仿真运算，首先分析了电机的磁路以及反电势波形以验证电机仿真结构与解析结果是否吻合，然后对电机的各部分尺寸进行优化，优化过程主要分为对磁极的优化，电机初级齿槽结构的优化（包括槽宽和槽深）以及定位力的优化。其中对比的主要衡量电机性能的指标首先为推力密度，其次为定位力及推力波动。提出了对端部定位力优化的一种铁心长度预测方法，通过对电机端部力的解析，得出铁心长度与端部力的关系，从而求得最优解。最后通过对样机进行实验平台搭建，分析了电机定位力以及空载反电势与理论值的误差，为以后的进一步研究打下基础。