直线电机作为一种能够提供高精、高速的直接直线运动的电动机，被越来越多地应用于各种直线运动场合，多直线电机协同配合运行使生产加工更方便快捷。然而，直线电机的特殊结构与多台电机之间的耦合会影响伺服系统运行精度。因此，对多直线电机伺服系统协同控制的研究受到了人们越来越多的关注，具有广阔的发展前景。本研究即以此为背景，对多直线电机伺服系统的协同控制做了较详细的研究与设计。首先，以永磁同步直线电机为研究对象，建立了矢量控制下id=0条件下的数学模型；并以此为基础，研究了直线伺服系统构成，对伺服控制器三闭环控制结构进行简化分析。最后建立了直线伺服系统的仿真模型，对系统的位置、速度环性能进行仿真验证。其次，分别研究了双直线电机同步系统的速度同步控制与二维平面运动系统的轮廓精度控制。针对双电机同步系统速度同步要求设计了偏差耦合结构的速度补偿器，通过模糊PID控制实时调节补偿器参数，保证了系统速度同步性与鲁棒性；针对二维运动轮廓精度设计了变增益交叉耦合轮廓控制结构，利用推导出的一般运动路径下的轮廓误差模型，通过对两个方向直线电机输出调节量调节轮廓误差，改善系统轮廓精度，并利用自适应遗传算法优化了轮廓误差控制器。仿真结果表明：所设计的速度同步控制算法可以确保双轴动态同步性，轮廓误差控制器能有效消除轮廓误差，改善二维运动轮廓精度。最后，在多轴运动平台上完成了对多轴直线伺服系统的实现并对协同算法进行实验。以实验平台为控制对象搭建了伺服系统，设计优化了伺服系统控制器，并在MechaWare运动控制工具箱中对设计的协同算法进行编写，加载入ZMP运动控制卡进行实验验证。实验结果表明：本研究所设计的直线伺服系统三环性能良好，设计的协同控制算法可以在多直线电机进行协同运动时保持较高同步性、较小跟踪误差与运动轮廓误差；同时，建立的多直线电机伺服控制系统较强的鲁棒性，在受扰动时可以保持一定稳定性。