空芯超导直线同步电机以其推重比大、效率高和推力密度大等特点被业界认为是实现高速乃至超高速推进的最佳选择。本文以空芯直线同步电机为研究对象,建立了电机控制模型,研究了空芯直线同步电机的控制方法,设计并搭建了控制系统软硬件平台,最后进行了实验验证。本文首先建立了空芯超导直线同步电机的数学模型,通过有限元仿真方法验证了模型的准确性。在此基础上分析了电机参数对电机推力特性和功率特性的影响,为高速空芯直线同步电机的控制系统设计奠定了基础。其次,以空芯同步直线电机数学模型为基础建立了电机的控制系统模型。分别设计了以SVPWM电机矢量控制为基础的PID控制算法和自抗扰控制算法。仿真分析了两种算法的控制效果,结果表明两种控制方法都可以实现对电机推力的良好控制。相比PID控制算法,自抗扰控制算法可以观测扰动实时补偿,对电机推力波动抑制效果更好。同时,针对现有永磁同步直线电机,设计并实现了电机控制系统,包括电机的强电部分、弱电部分以及通讯监控系统三部分。通过测试电机反电势计算以及电机堵转实验测试电机推力,结果显示实验测试结果、反电势计算结果和仿真计算结果相吻合,验证了电机推力模型和控制模型的准确性。进行了PID矢量控制和自抗扰控制算法的实验研究,结果表明空芯直线同步电机推力波动很小,最大不足推力输出的10%。相比PID算法,自抗扰控制算法可以更好地补偿抑制推力波动。同时验证了电机控制系统硬件平台良好性能,波动抑制和电机加速性能满足设计要求。本文研究结果对采用高速直线同步电机为主的超高速磁浮交通和电磁发射技术有重要的参考意义。