图 1 直线电机的转变过程
    由定子演变而来的一侧称为初级，由转子演变而来的一侧称为次级。在实际应用时，
将初级和次级制造成不同的长度，以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持
不变。直线电机可以是短初级长次级，也可以是长初级短次级。考虑到制造成本、运行费用，

 

目前一般均采用短初级长次级。
    直线电动机的工作原理与旋转电动机相似。以直线感应电动机为例：当初级绕组通入
交流电源时，便在气隙中产生行波磁场，次级在行波磁场切割下，将感应出电动势并产
生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。如果初级固定，则次级在推力作

 

用下做直线运动；反之，则初级做直线运动。
直线电机的驱动控制技术 
    一个直线电机应用系统不仅要有性能良好的直线电机，还必须具有能在安全可靠的条
件下实现技术与经济要求的控制系统。随着自动控制技术与微计算机技术的发展，直线电
机的控制方法越来越多。对直线电机控制技术的研究基本上可以分为三个方面：一是传统

 

控制技术，二是现代控制技术，三是智能控制技术。
    传统的控制技术如 PID 反馈控制、解耦控制等在交流伺服系统中得到了广泛的应用。其
中 PID 控制蕴涵动态控制过程中的过去、现在和未来的信息，而且配置几乎为最优，具有
较强的鲁棒性，是交流伺服电机驱动系统中最基本的控制方式。为了提高控制效果，往往

 

采用解耦控制和矢量控制技术。
    在对象模型确定、不变化且是线性的以及操作条件、运行环境是确定不变的条件下，采
用传统控制技术是简单有效的。但是在高精度微进给的高性能场合，就必须考虑对象结构
与参数的变化。各种非线性的影响，运行环境的改变及环境干扰等时变和不确定因数，才
能得到满意的控制效果。因此，现代控制技术在直线伺服电机控制的研究中引起了很大的

 

重视。常用控制方法有：自适应控制、滑模变结构控制、鲁棒控制及智能控制。
    近年来模糊逻辑控制、神经网络控制等智能控制方法也被引入直线电动机驱动系统的
控制中。目前主要是将
模糊逻辑、神经网络与 PID、H∞控制等现有的成熟的控制方法相结合，取长补短，以获得
更好的控制性能[3]   

。

直线电机在数控机床中的应用实例
活塞车削数控系统 
    采用直线电机的直线运动机构由于具有响应快、精度高的特点，已成功地应用于异型
截面工件的 CNC 车削和磨削加工中。针对产量最大的非圆截面零件，国防科学技术大学
非圆切削研究中心开发了基于直线电机的高频响大行程数控进给单元。当用于数控活塞机
床时，工作台尺寸为 600mm×320mm，行程 100mm，最大推力为 160N，最大加速