（1）基于初级分段隔磁设计的直线伺服电机推力波动抑制技术 揭示了精密直线电机多维力波动形成机制，完善了端部效应理论，形成了系列分段模块化电机设计方法，电机推力波动率指标优于国外同等规格产品。本项目揭示了三维力波动机制，三维空间磁场分布的不对称性是各类电机产生寄生力或寄生力矩的根本原因，经过优化设计，电机寄生力降低70%。首次研究揭示分段耦合效应对端部效应的影响，建立考虑耦合影响的端部效应磁场及边端定位力模型，指导电机设计，改善电机力能指标。最终形成系列模块化设计方法，利于减小推力波动和法向力波动，实现兼顾高推力密度和低推力波动性能指标。 （2）基于变增益自适应滑模观测器的低延时预测电流控制技术 提出一种变增益的自适应扰动观测器设计方法，有效解决预测电流控制中的参数扰动问题，明显提高直线电机电流控制器的带宽和参数鲁棒性。预测控制可以大幅提高电流环带宽，但其性能受到电机系统的参数准确度的影响。为提高电流控制器的参数鲁棒性，补偿预测电流控制参数扰动，将扰动扩张为系统额外状态，根据二阶滑模理论建立扰动观测器，实现扰动观测有限时间收敛，并给出滑模观测器增益设计与系统状态的关系，最终形成基于自适应和滑模理论的强鲁棒高带宽的电流控制器设计方法。 （3）基于增量式卡尔曼滤波器和超螺旋算法的推力波动及非线性扰动抑制技术 针对系统推力波动随位置周期性变化的特点，通过一阶线性化处理策略，提出了基于雅可比矩阵的周期性扰动观测器，能够在速度或位置波动信息中提取出实际的推力波动值，实现抑制控制，有效解决直线电机具有较大推力波动的问题。针对非线性线缆力、摩擦力和负载突变力等非周期性扰动，提出一种基于超螺旋的高阶滑模扰动抑制策略，将超螺旋算法植入控制器设计中，能够实时在线观测各种扰动量，同时有效抑制滑模算法的抖振现象，有效提高直线运动系统的跟踪精度。 （4）基于自重加载的变负载调节直线伺服系统综合性能测试技术 提出一种基于自身重力分量法的直线电机加载测试方法，结合法向力实时测试装置，能够精确测量直线电机的推力及法向力。传统直线电机加载装置受运动方向、运动速度、连接传动机构等影响，很难为被测电机提供精确负载力。该项目基于气浮导轨测试平台，在被测电机动子及其连接件在固定倾角条件下，通过动子自身重力分量实现精确加载，该方法没有附加连接机械结构，所加负载力不受运动方向、速度等影响，具有负载力连续可调、加载精准等优点。