随着现代制造产业的发展,对数控机床的加工精度和加工环境提出了越来越严苛的要求。而进给单元是数控机床的重要组成部件,其性能的优劣直接影响到机床的工作效率。传统的进给方式采用“旋转电机+滚珠丝杠”,在许多环节上均存在摩擦和磨损,使得进给速度和精度受到限制。为了克服上述缺点,磁悬浮直线进给的思想应运而生。将悬浮体静止悬浮在直线导轨上方,不与导轨直接接触,彻底消除了爬行现象,亦没有因磨损和接触疲劳所产生的精度和寿命下降问题,可以达到极高的定位精度。然而磁悬浮直线进给单元具有非线性和开环不稳定性,需对其实施有效的控制。因此控制系统的设计是核心,直接决定了磁悬浮直线进给单元能否实现高速度与高精度的双重要求。本文以磁悬浮直线进给单元为研究对象,重点对其控制策略进行了深入研究,确保其可以实现高效、可靠的运行。首先,介绍了课题的背景和磁悬浮控制技术的研究意义,在参考大量文献的基础上,系统地概述了磁悬浮控制技术在国内外的现状和发展趋势。其次,介绍了本课题所研究的磁悬浮直线进给单元的基本结构和工作原理,给出了磁悬浮支承系统单自由度力学模型和电学模型,为了更好地研究各自由度之间的耦合特性,采用拉格朗日方程对五自由度磁悬浮支承系统进行建模和解耦分析;在此基础上对系统稳定性进行分析,通过理论计算法与试验法相结合,初步确定控制参数;运用模糊控制和自适应原理与传统PID控制结合,设计自适应模糊PID控制器,对磁悬浮支撑系统进行仿真分析;为了降低外部干扰及自身参数改变对系统的影响,采用自适应离散滑模控制策略,并与常规滑模控制方式进行仿真对比,说明本文所设计的策略能有效降低滑模控制固有的抖动问题。最后,为了验证控制算法的有效性,搭建了六自由度磁悬浮直线进给单元实验平台;采用LPC2131微控制器,设计了控制系统的总体结构;在ARM ADS1.2集成开发环境中用C语言进行编程调试,分别采用自适应模糊PID控制和自适应离散滑模控制完成磁悬浮直线进给单元的起浮、稳定悬浮及抗干扰实验,并对实验结果进行了分析对比,为磁悬浮控制系统进一步的研究奠定基础。