前言Preface 随着科技进步，精密加工、集成电路（Integrated Circuit，IC）制造、生物检测、物质表面微纳检测等领域的需求促进了制造业的迅猛发展。在2015年国务院公布的《中国制造2025》中指出，打造具有国际竞争力的制造业，是推动我国工业化和现代化进程的根本。精密制造加工装备及其技术水平一直是衡量一个国家工业化进程的关键指标。在光刻机、高档数控机床、工业机器人和共聚焦显微镜等设备中，均需要精密或超精密的中间传动机构作为技术支撑，实现微纳米级的运动精度。现在对运动系统的精度要求越来越高，例如在精密制造业中应用的高档数控机床，加工精度已经由微米级发展到纳米级；在光刻设备中，早已经成功研制出具有几纳米重复定位精度的直线运动伺服系统。在极大规模集成电路制造设备中，光刻机的工作台主要由掩模台和工件台组成，精密直线电机系统作为掩模台和工件台的执行机构，对其是否能实现这些极限性能指标起着决定性作用。高集成度的刻蚀芯片要求工作台具有纳米级运动控制精度，同时光刻机的产片率要求工作台具有高速及高加速度的特点；此外，工作台在步进、同步扫描运动过程中，还要提供调焦、调平及曝光等精确对准运动，要求工作台具有六自由度的位置、速度伺服控制功能。因此传统的旋转电机+滚珠丝杠传动机构已经不能满足设备需求，而以直线电机作为驱动源的直驱式传动系统，具有结构简单、刚度高、动态响应能力强、精度高和无间隙传动等优点，在精密运动领域应用广泛。 目前，我国直线电机方向的研究广度、产品种类和应用领域都处于国际先进地位，在国家创新驱动发展、可再生能源利用、军工装备优先发展等战略政策的引领下，取得了一系列标志性成果。但在以多轴高档数控机床、极大规模集成电路和重大科学仪器为代表的精密制造装备中，高速、高精度等多极限性能指标成为直线电机领域新的技术瓶颈。永磁同步直线电机由于具有高效率、高推力密度和高动态响应…