在航天电源中，自由活塞斯特林发动机(Free Piston Stirling Engine，FPSE)因其燃料来源广，噪音低，污染少，效率高等优点，越来越受到人们的关注。FPSE发电系统由FPSE和单相永磁直线振荡电机两部分组成，此系统省去了曲轴连杆机构，具有效率高，运转特性好，结构简单等优点。因此，本文所研究的应用于此系统的控制器具有重要的现实意义。本论文从以下几个方面对FPSE发电机控制系统进行详细研究：首先，对FPSE发电系统的工作原理进行分析，分别建立FPSE的动力学模型和单相永磁直线振荡电机的数学模型，并根据其数学模型在Matlab/Simulink软件中建立其仿真模型，根据FPSE和永磁直线电机参数对其仿真模型进行验证，为控制系统的研究提供理论依据。其次，对FPSE发电机不同工作阶段的控制策略进行研究。在FPSE发电机的起动阶段和发电阶段都采用行程、电流控制，并研究了基于反电势自传感位置检测的基本原理及改进方法，在Matlab/Simulink软件中建立FPSE发电机控制系统的仿真模型，对整体系统进行仿真验证，仿真结果验证了控制策略和位置估算算法的可行性。再次，对FPSE发电机控制系统硬件和软件进行设计。其中主控制器采用TI公司的DSP TMS320F2812，位置检测采用自传感技术，即根据电机自身的电磁关系估算出动子位置，此方法具有可靠性高、成本低及易于维修等优点。最后，搭建实验平台，对系统进行实验。用三相直线电机代替FPSE作为原动机，分别验证了电动阶段和发电阶段控制策略的可行性。给出了实验测试数据及波形并对其进行分析及处理，实验表明本文研究的控制器能够基本达到预期要求。