压。当电容55充电完成后，集成控制芯片产生一个脉宽很窄的控制脉冲加载到H桥电路其中一对桥臂52上，该对桥臂52导通时使该电容55对转子30驱动线圈32瞬间放电，此时驱动线圈32类似于线圈炮中的初级线圈；而当驱动线圈32为至少两组时，则驱动线圈32可以形成类似于异步感应线圈炮的驱动线圈，瞬间导通电流Ic很大，产生的驱动磁场和靠近驱动线圈32的支撑骨架31外缘的定子20的导电材料相互作用，产生大电磁力Fq驱动转子30轴向直线运动。控制脉冲的脉宽很窄，H桥电路的导通桥臂52很快关闭，此时驱动线圈32中的电流In逐渐减小并经过H桥的另外一对桥臂52逆变回电容55和电源，该电流将产生方向相反的电磁阻力Fz阻碍转子30的运动。当集成控制芯片以一定的周期控制电容55的充电电压高低、各组驱动线圈32开关电路的导通顺序和间隔时间即可改变转子30的受力大小和方向。
[0039]由于控制线圈42和驱动线圈32的绕线方向空间上相互垂直，它们产生的磁场相互影响低。驱动线圈32和控制电路50产生的热量通过转子30的支撑骨架31和支撑轴13散热。驱动线圈32的这种控制方式可以在很短的时间内提供较大的驱动力。
[0040]由于驱动线圈32控制频率很高，控制线圈42由于自身电感的原因，控制频率较低，该直线电机100的控制方式是:根据转子需要移动的速度和位置，高频率控制驱动线圈32电流大小和方向，当转子30移动较快时，移动距离为Dn+Didt，控制线圈42和定子20产生的作用力一段时间减速，一段时间加速，对转子30的作用大部分抵消，这时通过控制驱动线圈32控制电机的速度和位置。当转子30移动速度较慢时，控制线圈32和定子20产生的作用力对转子20的作用越来越大，当转子20的动量不足于抵消控制线圈32和定子20产生的作用力产生的冲量，转子30就会固定于相应位置。
[0041]当直线电机100的转子30需要轴向直线运动时，若设直线电机100拖动负荷的质量为Mf，外界施加在直线电机100的作用力为Fw，开关电路的导通间隔时间Ton，此时驱动线圈32产生大的驱动电磁力Fq驱动直线电机100运动，则这些参数的关系为(FQ-Fw)*Tcm = MF*AVon。同时通过控制线圈42调节定子20与导磁臂41的控制磁场，控制磁场产生电磁力Fk调节动子的运动，直线电机100转子30产生的速度变化值为AVcin。当直线电机100运动速度较快时，直线电机100定子20转子30的相对位置每经过一组导磁环21和隔离环22厚度相加的距离时，Fk的方向发生一次改变，因此Fk对直线电机100速度变化的影响大部分抵消。当开关电路关闭后，驱动线圈32电流开始减小并产生电磁阻力Fz，直线电机100的转子30保持惯性继续运动，取其中运动速度较快的一段时间为关闭时间Tciff，测量出速度变化值Δ Voff，则这些参数的关系为(FdFwhTciff=MF* AVciff。当直线电机100速度逐渐减小，直线电机100的动量不足以抵消Fk对直线电机100速度的影响，此时直线电机100整个作用力Fk-Fw-Fz产生的冲量大于直线电机100转子的动量，使直线电机100在新的位置保持平衡。若整个控制过程中Tcir^PTciff时间很短，则直线电机100驱动线圈32运动控制的频率可以很高，进而可以使直线电机100的运动速度柔和平滑。
[0042]当直线电机工作时，拖动负荷的质量Mf，外界施加在直线电机的作用力Fw，这两个参数需要实时检测。其中外界施加在直线电机的作用力大小和方向可能每一时刻都在改变，拖动负荷的质量也可能瞬间改变。现有技术的直线电机均通过压力传感器检测出作用力的大小和方向，但通过这个方式检测出的作用力大小和上述两个参数及直线电机运动的速度和加速度相关，因而难以得到外界施加在直线电机的作用力Fw和拖动负荷质量Mf这两个细化参数。现有技术的直线电机的控制为负反馈的控制方式，首先直线电机对外界施加的一定大小的作用力，一段时间之后直线电机位置、速度和加速度改变，检测出相关参数的数据和目标参数进行对比，再调整直线电机对外界施加的作用力的大小。由于直线电机对外界施加的作用力后直线电机速度和加速度的改变需要一定的时间，因此这种控制方式控制频率低，需要减速机等机械装置增加较大的转矩来抵消拖动负荷质量及外界施加在直线电机的作用力的不断变化，增大了整个控制系统的体积。
[0043]本实施例的直线电机100结构和控制电路50固定后，驱动线圈32的控制电路50中电容55充电电压、开关电路的导通时间Ton—定时，产生的驱动电磁力Fq和电磁阻力Fz的大小也是固定的。当直线电机100运动时，集成控制芯片通过采集控制电路50中电容55充电电压和控制脉冲导通时间，可以得到直线电机100运动时驱动电磁力Fq和电磁阻力Fz的大小，即驱动电磁力？0和电磁阻力?2为已知参数;再结合上述两个等式:$2+??0*1'避=]^*&￥避；(Fg-Fw)^Ton = MF* Δ Vcin;而Toff、Δ VciffJc^P Δ Vcin均可以直接得出或直接测量出，即Tciff、ΔVciff、Τ。# AVcin也为已知参数。从而根据这些相关运动参数数据，可以计算出外界施加在直线电机100作用力的大小、方向和直线电机100拖动的负荷质量这两个细化参数。当直线电机100静止时，测量出定子20和转子30偏离磁阻最小位置的距离、控制线圈42电流的大小，进而得到外界施加在直线电机100作用力的大小，并且这个值和直线电机100对外界施加的作用力相等。由于直线电机100运动控制的频率很高，每次控制可以在很短的时间内计算出外界施加给直线电机100的作用力和直线电机100拖动负荷质量的大小，及时调整驱动线圈32的驱动电磁力Fq和导通时间，另外由于控制线圈42提供的Fk仍然可以提供给直线电机100较大的力矩抵消外界拖动负荷的质量和外界施加在直线电机100的作用力变化的影响，因此直线电机100整个系统可以去掉了减速机等机械调速装置。这种控制方式可以适应外界施加在直线电机100作用力和直线电机100拖动负荷质量不停改变的情况。
[0044]因而根据本实施例的直线电机100的结构，本实施例还提供一种直线电机的控制方法，包括步骤:通过控制电路50控制驱动线圈32通过脉冲电流，通电时间为Tcin，并在Tcm时间内，根据脉冲电流大小，得出驱动线圈32产生大的驱动电磁力Fq和测出转子30速度变化值 A Vcin;并得出等式:(FQ-FwhTcin=MF* AVcin;
[0045]取脉冲断电后转子30运动速度较快的一段时间为Tciff,得出驱动线圈32电流产生电磁阻力Fz和测出相应转子30速度变化值Δ Vciff，并得出等式:(FdFwhTciff=MF* Δ Vciff;
[0046]根据以上两等式计算出出直线电机100拖动负荷的质量Mf，外界施加在直线电机100的作用力Fw;
[0047 ]根据检测的负荷的质量Mf和作用力Fw，调节驱动线圈3 2的脉冲电流大小与时间来控制该直线电机的速度和位置。上述时间Tciff可以根据检测设备的精度来进行设置，如设置为几十纳秒或几微秒等等。
[0048]进一步地，该直线电机的控制方法中驱动线圈32的控制电路50包括开关电路、连接开关电路两端的电容55、和供电电路57。则上述取脉冲断电后转子30运动速度较快的一段时间为Tciff,可以根据检测设备的精度来进行设置，如设置为几十纳秒或几微秒等等。本实施例中，开关电路可以为H桥电路。
[0049]本实施例还公开一种集成控制芯片，用于检测如所述的直线电机拖动负荷的质量Mf和外界施加所述的直线电机作用力Fw，包括控制驱动线圈的控制电路、检测模块、存储器和处理模块，所述控制电路包括控制所述驱动线圈的开关电路、连接所述开关电路两端的电容和对所述电容充电的供电电路，所述检测模块测量所述电容充电电压和所述开关电路导通时间Tcin以及时间1^对应的速度变化值△ Vcin，所述检测模块还测量所述开关电路关闭后一段时间Tclff对应的速度变化值Λ Vciff，并将该时间Tcin和Tciff及Δ Vcir^P Δ Vciff存储于所述存储器中，所述处理模块根据所述开关电路的导通时间Tcin、所述电容的充电电压，得到驱动电磁力Fq及电磁阻力Fz的值，再根据公式(FQ-FwhTcin=MF* Δ Vonig (Fz+Fw)*T0ff=Mf* Δ Vciff计算出所述负荷的质量Mf和所述外界施加作用力Fw。
[0050]进一步地，集成控制芯片可以与外部计算机或服务器相连，通过