多自由度电机具有结构简单，机械集成度高，驱动控制元件利用率高等特点，因此在工业领域里有广泛的应用前景。本文所研究的双三相直线旋转步进电机在传统的旋转式步进电机和圆筒式直线步进电机的基础上进行创新研究，使其既能旋转运动又能直线运动，还能螺旋运动，满足了对电机多自由度运动的要求。本文对这种电机的直线部分结构进行优化设计，并设计其驱动电路和控制策略。

（1） 电机结构的设计与研究。双三相直线旋转步进电机由2个定子和一个转子组成。2个定子段分别与转子作用产生旋转力矩和直线推力。产生旋转力矩部分的定子段和传统的圆筒式旋转步进电机结构一样，而产生直线推力的定子段创新性强。本文设计了三种不同的电机直线段结构并进行分析，选取最佳的一种制作电机。（2） 双三相直线旋转步进电机的有限元分析。利用有限元分析软件Ansoft Maxwell 对电机进行仿真，分析其磁路，转矩，直线推力等特性曲线，为电机的控制奠定基础。

（3） 设计三相反应式步进电机的驱动电路。此电机的驱动脉冲分配环节由软件实现，设计一个只有功率放大功能的三相反应式驱动电路。

（4） 设计双三相直线旋转步进电机的控制策略，建立电机旋转部分和直线部分的数学模型，并对所设计的控制策略进行仿真，验证控制策略的可行性。

（5） 对电机的螺旋运动进行分析，研究出电机的最佳螺旋运动轨迹。

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