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直线电机控制方法
直线电机（Linear Motor）是一种能够直接将电能转化为机械运动的电动机，具有高效、精准、可靠等优点。
而直线电机的控制方法则是指利用电气控制技术对其进行控制、
调节与保护的方法。
一、开环控制方法
开环控制方法是指直线电机仅仅根据输入信号的大小，来控制其机械运动状态，而不
考虑系统的反馈信号。
这种控制方法具有简单、易实现、成本低等优点，适用于一些简单
的直线运动控制。
不过，其控制精度和稳定性较差，易受到外界干扰和参数变化的影响，
不能满足高要求的运动控制。
PID闭环控制方法是指直线电机在运动过程中，根据实际情况不断反馈运动状态，采
用PID控制算法来校正误差，并控制直线电机的速度、加速度、位置等参数。
这种控制方
法具有控制精度高、反应迅速、性能稳定等优点，能够满足很多高精度要求的控制应用。
三、PWM控制方法
PWM控制方法是通过改变直线电机的输入电压或电流的占空比，来改变其运动状态。
这种控制方法具有电路简单、调节范围广、反应迅速等优点，适用于一些速度调节较大、
精度要求不高的控制应用。
矢量控制方法是指通过将直线电机的相电流分解成磁通和扭矩两个矢量，控制它们的
大小和相位，以实现直线电机的运动控制。
这种方法相当于将直线电机看作一个旋转电机，适用于一些复杂控制应用。
不同的直线电机控制方法适用于不同的控制需求，需要根据具体情况选择。
在应用过
程中，需要对直线电机进行参数调整、任务分配、运动规划等，在控制系统中建立反馈控制、故障保护等控制功能，才能更好地保证直线电机的运动精度和稳定性。
直线电机在高速数控机床中的应用摘要: 高速切削加工是伴随着生产发展和科技进步而出现的一项先进制造技术，快速进给系统是其重要组成部分。
本文介绍了直线电机在高速进给机构中的巨大优势及其应用历史与现状，讨论了直线电机进给机构的伺服控制技术以及其常见问题。
关键词：直线电机;控制算法;高速进给Abstract：High-speed machining, which appears with the development of industry and the improvement of technology, is an advanced manufacturing technology andhigh-speed feed system is one of the most important components of it. The article presents the past and present applications and the great advantages of linear motor, discusses the servo control technology and the common problems of the linear motor feeding device.Keywords: Linear motor; Control algorithm; High speed1引言随着国防、航天、汽车、微电子等高技术行业不断发展，对制造加工业提出了更高的要求，超高速加工和超精密加工成为未来机床业发展的两个主题。
传统的机床进给驱动系统是“旋转电机+滚珠丝杠”机构。
这种驱动系统涉及的中间部件多，运动惯量大，而且滚珠丝杠本身具有物理局限性，因此产生的线性速度、加速度及定位精度均有限，不能满足超高速、高精密加工的需要；于是直线电机受到人们关注，它直接产生直线运动，结构简洁，运动惯量小，系统刚度高，快速响应特性好，高速情况下能实现精密定位，产生推力大，尤其运动速度、加速度高于滚珠丝杠的若干倍，工作行程可以无限长，维护少、寿命长。
永磁同步直线电机伺服系统的控制策略和实验研究永磁同步直线电机（Permanent Magnet Synchronous Linear Motor，简称PMSLM）作为一种新型的线性电机，具有结构简单、功率密度高、运动精度高等优点，在自动化设备领域得到了广泛应用。
为了满足不同应用场景对于运动控制的要求，不同的控制策略和方法被提出并进行了实验研究。
PMSLM的控制策略主要包括传统的经典控制方法和基于现代控制理论的高级控制方法。
在传统的经典控制方法中，比较常用的是PID控制方法。
PID控制器根据误差信号，即设定值与实际值之间的差距，通过调整控制器输出来实现对电机的控制。
PMSLM的电流、速度和位置控制均可以采用PID控制器。
在PMSLM的电流控制中，通过测量电机的电流值与设定的电流值之间的差距，并通过控制器的输出控制电流控制环节，从而实现对电机电流的闭环控制。
由于永磁同步直线电机具有响应快、精度高的特点，在电流控制上采用PID控制器能够有效地实现对电流的控制。
PMSLM的速度控制是通过测量电机的速度值与设定的速度值之间的差距，采用PID控制器来实现对电机速度的控制。
通过调整PID控制器的参数，可以实现对电机速度的精确控制。
在速度控制中，也可以采用模型预测控制（Model Predictive Control，简称MPC）方法。
MPC方法通过建立电机的数学模型，预测电机的未来状态，并通过优化控制目标对电机进行控制，具有较好的控制效果。
PMSLM的位置控制是通过测量电机的位置值与设定的位置值之间的差距，采用PID控制器来实现对电机位置的控制。
所使用的PID控制器可以是位置式的PID控制器，也可以是增量式的PID控制器。
通过调整PID控制器的参数，可以实现对电机位置的精确控制。
除了PID控制器，还可以采用模糊控制、神经网络控制等高级控制方法对PMSLM进行位置控制。
针对PMSLM的控制策略，实验研究也是必不可少的。
直线电机选型软件手册目录1.0 简介 (1)2.0 主界面 (1)2.1 电机参数（Motor parameters） (1)2.2 应用数据（Application Data） (2)2.3 运动曲线（Movement Profiles） (3)2.4 怎样去创建一个运动周期 (5)2.5 轮廓类型 (6)3.0 仿真 (8)3.1 运行仿真 (8)3.2 解释结果 (10)3.3 改善结果 (10)3.4 将轮廓保存到文件中 (11)3.5 打印仿真报告 (11)1.0 简介首先我们非常感谢您抽时间来使用Tecnotion直线电机仿真软件。
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基于能量整型方法的永磁同步直线电机位置控制
永磁同步直线电机（Permanent Magnet Synchronous Linear Motor，PMSLM）是一种将永磁同步电机应用于直线运动的
电机形式。
位置控制是PMSLM的重要控制任务之一，在基于能量整型方法的控制策略中，可以采用以下步骤进行位置控制：
1. 系统建模：首先，需要建立PMSLM的动态数学模型，包括机械和电气方程。
这将提供电机的动态特性和控制输入之间的关系。
2. 控制策略设计：基于能量整型方法，可以设计控制策略来实现位置控制。
其中一个常用的策略是通过能量积分来实现控制，即通过实时测量和积分电机输入功率来控制位置。
3. 位置估算：为了实现位置控制，需要估算电机的位置。
可以使用编码器、霍尔传感器、视觉传感器等测量设备来获取电机的实时位置信息。
4. 控制器设计：根据位置估算的结果和控制策略，设计一个控制器来产生合适的电机输入电流或电压，以实现精确的位置控制。
可以采用PID控制器、模型预测控制器等。
5. 实时控制：将控制器与PMSLM连接起来，并通过实时反馈来实现位置控制。
实时控制可以通过硬件电路或者软件算法来实现。
需要注意的是，基于能量整型方法的控制策略可能需要对电机
和系统进行参数调整和校准，以达到更好的控制性能。
此外，根据具体的应用需求，还可以采取其他控制策略，如模糊控制、自适应控制等，以提高位置控制的精度和稳定性。
直线电机的PID控制器设计直线电机是一种常用于工业自动化控制系统中的电动机，它具有结构简单、性能优越等优点，广泛应用于数控机床、自动化生产线等领域。
PID控制器是一种常用的控制算法，可以对直线电机进行精确的位置、速度和力矩控制。
1.系统建模：首先需要对直线电机进行建模，得到其数学模型。
直线电机的数学模型可以通过动力学方程来描述，其中考虑到机械和电磁的相互作用。
根据直线电机的特性，可以得到其动力学方程，例如：Mi=Ke*Ie-Fe-Ff-FvVi=Kt*i其中Mi为直线电机的力矩，Ke为电动势常数，Ie为电流，Fe为电磁力，Ff为摩擦力，Fv为外部干扰力，Vi为速度，Kt为电动势常数，i为电流。
2. 参数调整：在PID控制器中，P代表比例控制，I代表积分控制，D代表微分控制。
需要根据实际情况对这三个参数进行调整，以达到最优的控制效果。
参数调整可以通过试验或者计算的方式进行。
常见的调参方法有Ziegler-Nichols方法、最小二乘法等。
3.控制策略选择：根据实际需求，选择合适的控制策略。
直线电机的PID控制器可以采用位置控制、速度控制或者力矩控制策略。
根据电机的特点和应用场景，选择合适的控制策略。
4.实施控制算法：将PID控制器算法实施到直线电机的控制系统中。
使用编程语言或者控制器硬件进行实现，将参数调整好的PID控制器算法应用到直线电机的控制系统中。
5.闭环控制：PID控制器是一种闭环控制算法。
在实际使用中，需要通过传感器获取直线电机的实际位置、速度或者力矩，然后将其与期望值进行比较，计算出控制信号，对直线电机进行调节。
通过反馈控制，使得直线电机的输出与期望输出尽可能接近，实现精确的控制。
在PID控制器设计中，还需要考虑以下几个因素：1.控制器输出：PID控制器通过计算得到的控制信号，需要转换成适合直线电机的输入信号。
可以通过电流、电压加以控制。
2.控制器稳定性：PID控制器需要保持系统的稳定性，以确保输出结果不会出现震荡、持续偏差等情况。
plc位置控制直线电机的原理
PLC位置控制直线电机的原理主要涉及到两个方面：一是直线电机的工作原理，二是PLC如何进行位置控制。
首先，理解直线电机的工作原理是基础。
直线电机是展平了的旋转电机。
它的初级做得很长，延伸到运动所需要达到的位置，也可以把次级做得很长；既可以初级固定、次级移动，也可以次级固定、初级移动。
通入交流电后在定子中产生的磁通，根据楞次定律，在动体的金属板上感应出涡流。
设引起涡流的感应电压为E，金属板上有电感L和电阻R，涡流电流和磁通密度将按费来明法则产生连续的推力F。
其次，需要理解的是PLC如何进行位置控制。
在这其中，S7-1200系列PLC通过PROFINET 与V90 PN伺服驱动器搭配进行位置控制，实现的方法主要有以下三种：方法一、在PLC中组态位置轴工艺对象，V90使用标准报文3，通过MC_Power、MC_MoveAbsolute等PLC Open 标准程序块进行控制，这种控制方式属于中央控制方式（位置控制在PLC中计算，驱动执行速度控制）。
另外，直线电机具有高刚度，无传动间隙和柔度；宽调速范围（1um/s—5m/s，丝杠<u003c1m/s）；高动态性能高加速度，可达10g；极高的运动分辨率和定位精度；无限行程；无磨损免维护等特点。
这些特性使得直线电机在许多高精度、高效率的应用场合得到广泛的使用。
直线电机运动控制系统设计与实现随着机器人技术的不断发展和应用领域的不断扩展，直线电机运动控制系统的应用越来越广泛。
在机械加工、物流、医疗、安防等领域，直线电机运动控制系统可以提高生产效率、降低成本、增加安全保障等方面发挥重要作用。
1. 直线电机的基本原理直线电机是一种特别的电机，它与传统的旋转式电机不同，它的转子是直线形的，转子和定子之间的相互作用力在直线上，因此可以实现直线运动。
直线电机可以分为平移式直线电机和旋转式直线电机两种。
平移式直线电机是指直线电机的运动方向和转子的方向平行；旋转式直线电机是指直线电机的运动方向与转子相垂直，有时也可以被称为“轴向直线电机”。
直线电机的工作原理是通过电流和磁场的相互作用来实现电机的运动。
在直线电机中，将磁场沿着直线方向排列，电流在磁场中就会发生运动，因此直线电机可以将电能转换为机械能，实现直线运动。
2. 直线电机运动控制系统的组成直线电机运动控制系统主要由以下几个部分组成：（1）直线电机：直线电机作为系统的关键部分之一，承担着将电能转换为机械能的重要任务。
（2）导轨：导轨是直线电机运动控制系统中的另一个重要组成部分，它可以为直线电机提供运动的支撑和方向控制。
（3）控制器：控制器是直线电机运动控制系统中的核心组成部分，它可以实现直线电机的运动控制、位置控制、速度控制、力控制等功能。
（4）编码器：编码器是直线电机运动控制系统中的重要传感器，它可以实时检测直线电机的位置和速度信息，并将其反馈给控制器。
（5）驱动器：驱动器是直线电机运动控制系统的另一个重要组成部分，它可以实现对直线电机的电能输入和输出控制。
3. 直线电机运动控制系统的设计设计直线电机运动控制系统需要考虑多个因素，其中包括电机的选型、导轨的选型、控制器的配置、编码器的配置和驱动器的调试等多个环节。
（1）电机的选型：需要根据实际的应用需求选取合适的电机规格，包括电机的功率、扭矩、转速等参数。
（2）导轨的选型：需要根据实际的应用需求选取合适的导轨类型，包括单轴、双轴、三轴等不同类型的导轨，并需要考虑导轨的滑动方式和阻力等因素。
直线电机位置控制算法及仿真直线电机位置控制算法及仿真1 绪论1.1 研究背景及意义随着工业机械自动化程度的不断升级，有力的带动了上游直线电机在中国的快速成长，国外品牌纷纷加大对中国市场的投入力度，永磁同步直线电机是一种将电能直接转化是动能的转化装置,省去了中间的转换机构,消除了机械转动链的影响,具有速度快,推力大,精度高等诸多优点,因此，广泛应用于精密和高速运行等领域。
但是永磁同步直线电机是一个典型的非线性多变量系统，许多非线性因素的存在都会影响到永磁同步直线电机系统的控制性能，如没有知的负载和摩擦等。
传统的PID控制方法已经不能满足于永磁机电动机的高精度场合，因此如何设计高性能的直线电机位置控制算法一直以来都是控制领域的热点问题之一。
因此，在传统PID控制方式下，针对多变量、非线性、强耦合的永磁同步直线电机系统设计了一种滑模位置控制器，弥补了常规PID 控制跟踪精度不高的缺点。
滑模控制具有控制精度高、抗干扰能力强、适用范围广的等优点，因此滑模控制方法已经成是永磁同步直线电机领域重点关注问题，相关研究人员对此进行了深入研究。
1.2 国内外研究现状直线电机的研究现状1840年Wheatsone开始提出与制作了略具雏形的直线电机。
从那时至今，在160多年的历史记载中，直线电机经历了三个时期。
1840-1955年是探索实验时期：从1840年到1955年的116年期间，直线电机从设想到实验到部分实验性应用，经历了一个不断探索，屡遭失败的过程。
自从Wheatsone提出和试制了直线电机以后，最早明确的提到直线电机文章的是1890年美国匹兹堡市的市长，在他写的一篇文章中，首先明确的提到了直线电机以及它的专利。
然而，由于当时的制造技术、工程材料以及控制技术的水平，在经过断断续续20多年的顽强努力后，最终却没有能获得成功。
至1905年，曾有两人分别建议将直线电动机作为火车的推进机构，一种建议是将初级放在轨道上，另一种建议是将初级放在车辆底部。
「讲解」电机仿真案例介绍！讲解直线电机或发电机的建模仿真来源：机械社区“AC/DC 模块”中的旋转机械，磁场物理场接口可用于模拟旋转机械，如电动机或发电机。
利用磁场和移动网格这两个物理场接口模拟直线设备或管式设备时，定制的线性周期性边界条件是非常适合的。
在本篇文章中，我们将探索如何定制线性周期性边界条件，并模拟用于波浪能的管式发电机。
直线电机或发电机直线电机 (LEM) 是一种能进行直线运动的机电设备，无须使用任何机构它就能将旋转运动转换为直线运动。
直线电机和旋转电机相似，定子和转子沿径向平面被切割并展开以提供线性推力。
相同的电磁力在旋转电机中产生扭矩，在直线电机中则产生直接的线性力。
值得一提的是，“AC/DC 模块”中的旋转机械，磁场接口包含模拟旋转机器所需的所有功能部件。
该接口结合了磁场接口；磁场，无电流接口和移动网格接口。
经定制后此接口适用于模拟旋转机器，由此极大地简化了静态域和旋转域的定义，以及两者之间接口的处理。
在模拟模型的扇形区域或某一部分以获得完整设备的仿真结果时，扇区对称和周期性边界条件这样的功能部件也极其有用。
尽管该接口显著减少了建立旋转运动模型所需的工作，但直线运动中不能使用该接口。
下面，我们将演示如何对磁场和移动网格这两个物理场接口定制耦合来模拟管式发电机。
另外，还会解释如何创建线性周期性边界条件，这是利用广义拉伸算子模拟直线/管式电机或发电机的一个重要元素。
用于波浪能转换系统的管式发电机管式电机在许多应用中受到青睐，从车辆的主动悬架系统到潮汐能和波浪能转换系统都有涉及。
管式电机的传输效率比传统的直线和旋转转换系统高出许多，因为推力直接作用于负载。
管式电机的另一个优势是，没有定子端部绕组。
因此，铜损相对较少，永磁材料的利用率很高。
下面，我们将讨论对管式发电机进行模拟的技巧（如下图所示）。
管式发电机包含两个主要零件：一个静态定子和一个作直线移动的滑块。
定子由三相绕组和一个非线性磁芯构成。
基于模糊控制的直线电动机位置控制研究直线电动机是一种特殊类型的电机，其转子和定子是直线排列的，可以实现直线运动。
在许多自动化设备和机器人中，直线电动机常被用于实现精确的位置控制。
而模糊控制是一种常用的非精确控制方法，通过模糊逻辑推理来实现控制器的设计。
基于模糊控制的直线电动机位置控制研究旨在探索如何利用模糊控制方法来实现直线电动机的精确位置控制。
一、直线电动机的位置控制原理在进行直线电动机位置控制研究之前，我们首先要了解直线电动机的位置控制原理。
直线电动机利用电磁感应原理，通过电磁场的相互作用来实现直线运动。
它由定子和转子两部分组成，定子是固定不动的部分，而转子则可以沿着定子的轴线方向上下移动。
通过改变电流的方向和大小，可以产生不同的磁场，从而实现直线运动。
二、模糊控制的基本原理模糊控制是一种常用的非精确控制方法，相较于传统的精确控制方法，模糊控制更加适用于复杂的非线性系统。
其基本原理是通过模糊逻辑推理来构造模糊规则，通过模糊规则来实现对系统的控制。
模糊控制主要包括模糊化、模糊推理和去模糊化三个步骤。
首先，将输入和输出变量转化为模糊形式；然后，通过模糊规则的推理，将模糊输入转化为模糊输出；最后，将模糊输出经过去模糊化处理，得到系统的控制量。
三、基于模糊控制的直线电动机位置控制方法基于模糊控制的直线电动机位置控制方法主要包括三个步骤：模糊化输入输出变量、模糊规则的设计和去模糊化处理。
下面将对每个步骤进行详细的介绍。
1. 模糊化输入输出变量：直线电动机位置控制的输入变量可以是位置误差、位置变化率等；输出变量可以是控制量。
这些变量需要通过模糊化将其转化为模糊形式，可以使用三角形、梯形等形状的隶属函数来描述输入输出变量的模糊性质。
2. 模糊规则的设计：模糊规则是模糊控制中的核心部分，它描述了输入变量与输出变量之间的关系。
模糊规则的设计可以基于经验或者专家知识，也可以通过实验和优化算法进行得到。
模糊规则的设计需要考虑到直线电动机的动态特性和控制要求。
直线电机速度控制方法直线电机是一种特殊的电机，它的转子和定子是线性排列的，因此它的运动方式是直线运动。
直线电机具有速度快、精度高、响应快等优点，因此在自动化生产线、机器人、医疗设备等领域得到了广泛应用。
在使用直线电机时，速度控制是非常重要的，下面介绍几种常见的直线电机速度控制方法。
1. PWM调速法PWM调速法是一种常见的直线电机速度控制方法，它通过改变电机的供电电压来控制电机的转速。
具体来说，PWM调速法是将直流电源的电压通过PWM调制器转换成脉冲信号，再通过功率放大器将脉冲信号放大，最后通过直线电机驱动器将脉冲信号转换成直线电机所需的电压和电流。
通过改变PWM调制器的占空比，可以改变电机的供电电压，从而控制电机的转速。
2. 电流调速法电流调速法是一种基于电机电流的速度控制方法，它通过改变电机的电流来控制电机的转速。
具体来说，电流调速法是通过改变电机的电压和电流来改变电机的转矩，从而控制电机的转速。
在电流调速法中，需要使用电流传感器来检测电机的电流，并通过控制器来调节电机的电流。
电流调速法具有响应速度快、控制精度高等优点，但需要使用电流传感器，成本较高。
3. 位置反馈调速法位置反馈调速法是一种基于位置反馈的速度控制方法，它通过检测电机的位置来控制电机的转速。
具体来说，位置反馈调速法是通过安装位置传感器来检测电机的位置，并将位置信号反馈给控制器，控制器根据位置信号来调节电机的转速。
位置反馈调速法具有控制精度高、稳定性好等优点，但需要使用位置传感器，成本较高。
4. 磁场定向控制法磁场定向控制法是一种基于磁场定向的速度控制方法，它通过改变电机的磁场来控制电机的转速。
具体来说，磁场定向控制法是通过控制器来控制电机的电流，从而改变电机的磁场方向和大小，从而控制电机的转速。
磁场定向控制法具有响应速度快、控制精度高等优点，但需要使用复杂的控制算法，成本较高。
总之，直线电机速度控制方法有很多种，不同的控制方法适用于不同的应用场景。
直线电机速度控制方法1. 引言直线电机是一种特殊的电动机，其转动运动转化为直线运动。
直线电机广泛应用于自动化设备、工业机械、交通工具等领域。
在实际应用中，对直线电机的速度控制具有重要意义。
本文将介绍直线电机速度控制的方法。
2. 直线电机基本原理直线电机是一种基于洛伦兹力原理工作的电动机。
它由定子和滑块组成，定子上有一系列磁铁，滑块上有导体。
当通入电流时，定子磁场与导体磁场相互作用，产生洛伦兹力使滑块运动。
3. 直线电机速度控制方法3.1 位置式PID控制位置式PID控制是一种常用的直线电机速度控制方法。
该方法通过测量滑块位置与给定位置之间的偏差，并根据偏差计算出合适的控制信号来调整滑块速度。
其数学表达式如下：u(t)=K p⋅e(t)+K i⋅∫e(t)dt+K d⋅de(t) dt其中，u(t)为控制信号，e(t)为位置偏差，K p、K i、K d分别为比例、积分和微分系数。
3.2 前馈控制前馈控制是一种预先计算控制信号的方法。
通过测量滑块位置和速度，并结合系统模型，计算出理论上应该施加的控制信号。
这种方法可以提高响应速度和抑制系统的不稳定性。
3.3 模糊逻辑控制模糊逻辑控制是一种基于模糊推理的直线电机速度控制方法。
它将输入量（如位置偏差）和输出量（如控制信号）进行模糊化处理，并使用模糊规则进行推理来确定最终的控制信号。
这种方法对于非线性系统具有较好的适应性。
3.4 预测控制预测控制是一种基于系统建模和未来状态预测的直线电机速度控制方法。
它通过建立系统动态模型，并根据当前状态预测未来状态，从而确定合适的控制策略。
这种方法可以提高系统响应速度和稳定性。
3.5 自适应控制自适应控制是一种根据系统动态特性自动调整控制策略的直线电机速度控制方法。
它通过实时测量系统响应和误差，并根据误差大小调整控制参数，从而实现对不确定性和变化的适应。
4. 总结直线电机速度控制是提高直线电机性能和精度的重要手段。
本文介绍了几种常用的直线电机速度控制方法，包括位置式PID控制、前馈控制、模糊逻辑控制、预测控制和自适应控制。
直线电机位置控制算法及仿真1 绪论1.1 研究背景及意义随着工业机械自动化程度的不断升级，有力的带动了上游直线电机在中国的快速成长，国外品牌纷纷加大对中国市场的投入力度，永磁同步直线电机是一种将电能直接转化是动能的转化装置,省去了中间的转换机构,消除了机械转动链的影响,具有速度快,推力大,精度高等诸多优点,因此，广泛应用于精密和高速运行等领域。
但是永磁同步直线电机是一个典型的非线性多变量系统，许多非线性因素的存在都会影响到永磁同步直线电机系统的控制性能，如没有知的负载和摩擦等。
传统的PID控制方法已经不能满足于永磁机电动机的高精度场合，因此如何设计高性能的直线电机位置控制算法一直以来都是控制领域的热点问题之一。
因此，在传统PID控制方式下，针对多变量、非线性、强耦合的永磁同步直线电机系统设计了一种滑模位置控制器，弥补了常规PID控制跟踪精度不高的缺点。
滑模控制具有控制精度高、抗干扰能力强、适用范围广的等优点，因此滑模控制方法已经成是永磁同步直线电机领域重点关注问题，相关研究人员对此进行了深入研究。
1.2 国内外研究现状直线电机的研究现状1840年Wheatsone开始提出与制作了略具雏形的直线电机。
从那时至今，在160多年的历史记载中，直线电机经历了三个时期。
1840-1955年是探索实验时期：从1840年到1955年的116年期间，直线电机从设想到实验到部分实验性应用，经历了一个不断探索，屡遭失败的过程。
自从Wheatsone提出和试制了直线电机以后，最早明确的提到直线电机文章的是1890年美国匹兹堡市的市长，在他写的一篇文章中，首先明确的提到了直线电机以及它的专利。
然而，由于当时的制造技术、工程材料以及控制技术的水平，在经过断断续续20多年的顽强努力后，最终却没有能获得成功。
至1905年，曾有两人分别建议将直线电动机作为火车的推进机构，一种建议是将初级放在轨道上，另一种建议是将初级放在车辆底部。
这些建议无疑是给当时直线电机研究领域的科研人员的一剂兴奋剂，以致许多国家的科研人员都投入了这些研究工作。
1917年出现了第一台圆筒形直线电动机，事实上那是一种具有换接初级线圈的直流磁阻电动机，人们试图把它作是导弹发射装置，但其发展并没有超出模型阶段。
至此，从1930-1940年期间，直线电机进入了实验研究阶段，在这个阶段中，科研人员获驭了大量的实验数据，从而对已有理论有了更深一层的认识，奠定了直线电机在今后的应用基础。
从1940-1955年期间世界一些发达国家科研人员，在实验的基础上，又进行了一些实验应用工作。
1945年，美国西屋电气公司首先研制成功的电力牵引飞机弹射器，它以7400kW的直线电动机是动力，成功的用4.1s的时间将一架重4535kg的喷气式飞机在165m的行程内由静止加速的188km/h的速度，它的试验成功，使直线电动机可靠性好等的优点受到了应有的重视，随后，美国利用直线电机制成的、用作抽汲钾、钠等液态金属的电磁泵，是的是核动力中的需要。
1954年，英国皇家飞机制造公司利用双边扁平型直流直线电机制成了发射导弹的装置，其速度可达1600km/h。
在这个阶段中，尤需值得一提的是，直线电机作是高速列车的驱动装置得到了各国的高度重视并计划予以实施。
在1840-1955年期间，是直线电机探索实验和部分实验应用时期，在直线电机与旋转电机的相互竞争中，由于直线电机的成本和效率方面没有能够战胜旋转电机，或者说，直线电机还没能找到它的专属领域，以及直线电机在设计方面也没有突破性的成功，所以直线电机在这一时期始终没有能得到有效的推广。
1956-1970年是开发应用时期：自1955年以来，直线电机进入了全面的开发阶段，特别是该时期的控制技术和材料的惊人发展，更加助长了这种势头。
在这段时期，申请直线机的专利件数也开始急速增加，该时期直线电机专利的增长率超过了所有其他技术领域的平均增长率。
到1965年以后，随着控制技术和材料性能的显著提高，应用直线电机的实用设备被逐步开发出来，例如采用直线电机的MHD泵、自动绘图仪、磁头定位驱动装置、电唱机、缝纫机、空气压缩机、输送装置等。
1971年至今是实用商品时期从1971年开始到目前的这个阶段，直线电机终于进入了独立的应用时代，在这个时代，各类直线电机的应用得到了迅速的推广，制成了许多具有实用价值的装置和产品，例如直线电机驱动的钢管输送机、运煤机、起重机、空压机、冲压机、各种电动门、电动窗、电动纺织机等等。
特别可喜的是利用直线电机驱动的磁悬浮列车，其速度已超500km/h，接近了航空的飞行速度，且试验行程共计数十万千米。
在这个时期，直线电机领域的研究人员通过对直线电机在历史发展中多次起落的分析，终于选择了一条适合直线电机自身发展的独特思路，它不再与旋转电机直接对抗，不以单机的形式与旋转电机竞争，而以直线电机系统与旋转电机系统相比，从而找到适合于自己的系统与旋转电机展开竞争，在旋转电机无能是力的的方寻找自己的位置。
例如，直线电机应用于磁悬浮列车，液态金属的输送和搅拌，电子缝纫机和磁头定位装置，直线电机冲压机等等。
直线电机走自己的道路，在满足人类需求的过程中求得自身的发展。
在世界上一些发达国家，许多人和不少著名电气企业均在研究和开发直线电机产品，例如美国的西屋公司、德国的西门子公司、英国、法国、瑞典，特别是日本，其人员之多和范围之广是世界首屈的。
我国直线电机的研究和应用发展是从20世纪70年代初开始的。
主要成果有工厂行车、电磁锤、冲压机、摩擦压力机、磁分选机、玻璃搅拌、拉伸机、送料机、粒子加速器、邮政分拣机、矿山运输系统、计算机磁盘定位系统、自动绘图仪、直线电机驱动遥控窗帘机、直线电机驱动门、炒茶机等，我国直线电机研究虽然也取得了一些成绩，但也国外相比，其推广应用方面尚存在很大差距。
国内外PI控制算法的发展国际全球工业电子温度控制器市场近些年来增长缓慢，因为温度控制器环节已经被纳入为分布式控制系统，个人电脑（PC）和可编程逻辑控制器。
VDC发现工业电子温度控制器全球市场的增长率在2003年为3.6%，2004年为3.5%，2005年为2.5%。
我们预计2006全球工业电子温度控制器市场的增长率仅为1.25，而预测2010年的综合年度增长率仅为0.7%。
欧洲和北美工业电子温度控制器市场受到这一趋势的影响最大。
这两个较大地区的市场预计将在2010年出现负增长。
然而，亚太市场，较小的拉丁美洲和其他地区的市场预计仍将保持增长。
中国作为一个主要的制造中心和市场的崛起是工业电子温度控制器增长的驱动因素。
工业电子温度控制器OEM厂商以及众多的终端工业厂商已经开始转移到中国大陆，以获得低成本的劳动力和原料优势。
日本经济的复苏同样推动该地区走出了停滞发展时期。
OEM厂家和主要终端工业公司将制造业务向中国的转移，以及温度控制器价格的下降，是欧洲和北美市场预测下降的主要原因。
这两个地区的市场都已非常成熟，因此弥补现有OEM和其他生产商的新行业或新公司的发展空间不大。
此外，许多位于欧洲和北美的工业电子温度控制器供应商已经表明一旦准备充分，他们将很快在中国展开他们的工业电子温度控制器制造业务。
通过在中国生产，供应商不但可以获得更便宜的劳动力和原料的竞争优势，而且他们这样更接近主要的发展市场。
较小的拉丁美洲市场预计在2010年电子温度控制器的增长率最高（CAGR为4.8%），因为该地区很多经济领域的发展继续实行自动化操作。
受到资本投资流入更慢的影响，其他地区的出货额预计增长缓慢，综合年度增长率仅为0.9%。
一些研究文章陈述了当前工业控制的状况，如日本电子测量仪表制造协会在1989年对过程控制系统做的调查报告。
该报告表明90％以上的控制回路是PID 结构。
另外一篇有关加拿大造纸厂的统计报告表明典型的造纸厂一般有2000多个控制回路，其中97％以上是PI控制，而且仅仅有20％的控制回路工作比较满意。
控制回路性能普遍差的原因中参数整定不合适占30％，阀门问题占30％。
而另外的20％的控制器性能差有多种原因，如传感器的问题、采样频率的选择不当以及滤波器的问题等。
Ender也给出了相似的统计结果：在已安装的过程控制器中30％是处在手动状态；20％的回路是采用厂家的整定参数，即控制器制造商预先设定的参数值；30％的控制回路由于阀门和传感器的问题导致控制性能较差。
滑模控制算法的发展20世纪50年代前苏联学者提出变结构控制，变结构控制起源于继电器控制和Bang-Bang控制，它与常规控制的区别在于控制的不连续性。
滑模控制是变结构控制的一个分支。
它是一种非线性控制，通过切换函数来实现，根据系统状态偏离滑模的程度来切换控制器的结构，从而使系统按照滑模规定的规律运行的控制方法。
滑模控制已形成一套比较完整的理论体系，并已广泛应用到各种工业控制对象之中。
滑模控制得到广泛应用的主要原因是，对非线性系统的良好控制性能，对多输入多输出系统的可应用性，对离散时间系统的建立良好的设计标准。
滑模控制的重要的优点是鲁棒性，当系统处于滑动模型，对被控对象的模型误差、对象参数的变化以及外部干扰有极佳的不敏感性。
1.3 直线电机原理及其结构直线电机可以认为是旋转电机在结构方面的一种演变，它可看作是将一台旋转电机沿径向剖开，然后将电机的圆周展成直线，如图所示。
这样就得到了由旋转电机演变而来的最原始的直线电机。
由定子演变而来的一侧称为初级或原边，由转子演变而来的一侧称为次级或副边。
图中演变而来的直线电机，其初级和次级长度是相等的，由于在运行时初级与次级之间要作相对运动，如果在运动开始时，初级与次级正巧对齐，那么在运动中，初级与次级之间互相耦合的部分越来越少，而不能正常运动。
为了保证在所需的行程范围内，初级与次级之间的耦合能保持不变，因此实际应用时，是将初级与次级制造成不同的长度。
在直线电机制造时，既可以是初级短、次级长，也可以是初级长、次级短，前者称作短初级长次级，后者称为长初级短次级。
但是由于短初级在制造成本上，运行的费用上均比短次级低得多，因此，目前除特殊场合外，一般均采用短初级，见图所示。
上述介绍的直线电机称为扁平型直线电机，是目前应用最广泛的，除了上述扁平型直线电机的结构形式外，直线电机还可以做成圆筒型（也称管型）结构，它也可以看作是由旋转电机演变过来的。
旋转电机通过钢绳、齿条、皮带等转换机构转换成直线运动，这些转换机构在运行中，其噪音是不可避免的，而直线电机是靠电磁推力驱动装置运行的，故整个装置或系统噪声很小或无噪声，运行环境好。
图.a中表示一台旋转式电机以及定子绕组所构成的磁场极性分布情况，图.b表示转变为扁平型直线电机后，初级绕组所构成的磁场极性分布情况，然后将扁平型直线电机沿着和直线运动相垂直的方向卷接成筒形，这样就构成图.c 所示的圆筒型直线电机。
