永磁直线电机具有动态响应快、推力大等特点,同时由于其采用“零传动”的机械结构,消除了传统机械传动装置带来的运动滞后和非线性误差等不利影响,使高精度直线定位成为可能,已经逐渐成为工业自动化、物流运输、轨道交通领域的研究热点之一。但由于永磁直线电机直驱无缓冲的机械结构,在电机系统低速运行条件下,外界扰动、永磁直线电机本体的定位力扰动及位移传感器低分辨率等弊端会限制低速永磁直线电机系统稳态及动态性能的提升。因此,本课题以配备低分辨率正余弦编码器的永磁直线同步电机为研究对象,以直线电机矢量控制为出发点,对永磁直线电机低速运行下的影响因素进行分析与研究,在此基础上选择合适的控制算法来抑制低速速度波动,提高永磁直线电机低速性能。针对低成本永磁直线电机中低分辨率正余弦编码器不能及时更新精确位置角度信息所造成的直线电机低速速度波动问题,将提出采用新型正余切形式的八分法进行正余弦编码器的高分辨率位置插值。对细分原理和编码器偏差影响进行理论探讨,提出相应的误差补偿措施,Simulink仿真结果验证了位置插值算法和补偿措施的正确性。针对永磁直线同步电机低速运行时,受定位力影响速度呈现周期性波动的问题,结合永磁直线电机结构特点及电机磁场分布模型,利用矢量磁位方程和磁场边界条件等,建立永磁直线同步电机齿槽效应力和端部效应力的数学解析模型,采用Maxwell 2D有限元仿真进行验证;采用定位力q轴电流瞬时注入策略抑制永磁直线电机周期性速度波动,Simulink仿真验证了定位力抑制算法的有效性。针对永磁直线电机在低速运行双PI控制下,电机动态抗扰动性能差、加载速度突变等问题,采用改进的线性自抗扰速度控制器进行抑制。考虑传统自抗扰控制器斜坡扰动观测存在稳态误差的缺陷,将提出通过级联扩张状态观测器进行改进,消除斜坡扰动的观测稳态误差,提高自抗扰控制器对不同形式扰动的观测速度和精度,提高永磁直线电机抗扰性能。仿真结果表明改进线性自抗扰控制器相较于PI和经典自抗扰控制器能更好抑制永磁直线电机动态速度变化,缩短动态恢复时间,能有效提升永磁直线电机低速动态性能。