为实现中凸变椭圆活塞等非圆截面零件的数控车削加工，采用由直线电机驱动的数控机床新型高速进给系统代替传统采用滚珠丝杠传动的进给方式是很好的改进。因为直线电机能更好地满足这种复杂型面加工的高要求——加工时刀具高速进退刀，动态响应性要求高。在工作平台刚度得到保证的前提下，尽量减少其质量，方可更好地适应高频响应性的要求。工作平台结构复杂且受多负载、变负载的作用，手工计算分析往往无法进行，且不能很好地满足优化设计要求。在加工零件过程中，直线电机发热严重，将造成系统性能参数发生很大变化，传统的PID控制方法因其参数一经整定即不再变化，不能很好地适应系统及环境的变化，无法保证控制效果的最优。因此本论文对直线电机等零部件的放置和驱动平台的结构都进行了重新设计和相应改进，并对控制方法作了一定的探索。 在研究加工非圆截面零件对数控机床的要求时，以中凸变椭圆活塞加工为例，介绍该类零件加工的发展过程，并通过详细的公式推导得出主轴转速和进给量之间的关系。 利用ANSYS软件的APDL语言给工作平台进行参数化设计后，可以进行该软件的优化模块对该驱动平台做轻量化设计，优化其结构，以提高整体驱动部件的动态响应性。其中运用三维造型软件PRO/ENGNIEER做前期方案设计及零件设计，还可为有限元模型的建立提供一条捷径。 对直线电机进给机构的控制，也是目前国内外研究的热点，本文采用了自适应模型PID控制法，运用MATLAB进行了仿真，仿真效果显示新的控制方法比传统的PID控制有很大的进步。