不断进步的机械加工技术对伺服进给系统提出了更高的要求,传统的“旋转电动机+滚珠丝杠”伺服进给系统越来越不能满足高速、高精密的加工技术要求。永磁直线同步电机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor, PMLSM)直接驱动技术具有高速、高精密、快响应和大行程等优点,这使其在高速、高精密的机械加工设备中得到了广泛的应用。但由于永磁直线同步电机直接驱动系统取消了中间传动装置,即采用了所谓的“零传动”之后,没有了中间的缓冲环节,使得永磁直线电机对于系统参数摄动和外界扰动较为敏感,从而增加了控制上的难度。同时传统的永磁直线同步电机直接驱动系统均采用了机械式位置传感器,机械式位置传感器的存在使得制造难度和制造成本大幅增加,而且维护困难,有时某些特殊场合也不允许使用机械式位置传感器。因此,永磁直线同步电机直接驱动系统的无位置传感器控制成为当今的一个研究热点。而快速准确的获得永磁直线同步电机的速度和位置信息是实现无位置传感器控制的关键,因此,本文以如何快速准确的获得永磁直线同步电机的速度和位置信息为主要目的。首先,本文阐述了永磁直线同步电机的分类、结构和原理；通过分析永磁直线同步电机的坐标系及其坐标矢量变换,构建了其在d-q坐标系下的数学模型。其次,本文分析了矢量控制基本原理以及空间电压矢量脉宽调制技术,并以此建立了永磁直线同步电机有机械位置传感器的矢量控制系统模型；根据上述矢量控制系统提出了基于软位置检测算法的开环对比实验方案。然后,系统的对适用于各速度段的软位置检测算法及其复合算法进行分析比较,提出了基于电阻辨识的扩展卡尔曼滤波算法,并利用多目标协调优化算法对其系统噪声矩阵和测量噪声矩阵进行优化,从而构建了永磁直线同步电机全速范围内的软位置检测系统模型,并对此模型进行了仿真研究；仿真结果表明,该全速范围内的软位置检测算法能够快速准确的检测出电机的速度和位置信息,受电机参数变化的影响较小,具有较好的动静态性能。最后,在前述理论和仿真分析的基础上,本文进行了永磁直线同步电机软位置检测系统的软硬件设计。