磁悬浮风力发电机拥有着传统风力发电机无可比拟的优势:起动风速低、无噪声、无摩擦损耗、无需润滑、稳定可控、寿命长等。而磁轴承作为磁悬浮风力发电机中支撑的核心部分，也同样需要具有上述优势。经过近些年的发展，磁轴承的结构形式各种各样，但是归纳起来主要存在以下三种缺点:永磁体安装于转子部分，安装困难且不利于转子的高速运行;控制磁通经过永磁体，会对永磁体产生明显的增磁或去磁作用，很容易造成永磁体的不可逆退磁;引入两个吸力盘且分别安装于定子盘的每一侧，不利于转子轴向长度的缩短与临界转速的提高。　　在国家自然科学基金(61174055、51307072)的资助下，针对上述不足，本文提出两种新型轴向永磁偏置混合磁轴承，在对比两种结构后选择一种更适合课题的磁轴承作为研究对象，建立数学模型，给出初步参数设计方法，利用有限元软件分析验证并优化，同时分析了其控制系统。论文主要研究工作和成果如下:　　首先，提出了两种新型轴向永磁偏置混合磁轴承。同时，详细地介绍了它们的结构组成、磁路分布及工作原理。在对比了两种混合磁轴承之后，选择了一种更适合课题的磁轴承作为研究对象，利用等效磁路法推导出了悬浮力方程，并基于二元泰勒公式对悬浮力方程进行了线性化处理，给出了最大承载力条件与最大承载力表达式。　　其次，给出了轴向混合磁轴承初步参数设计方法并推导了参数设计公式。依据该初步设计方法，在给定负载的情况下，计算出轴向混合磁轴承的各个初步的结构参数。根据计算出的初步结构参数，利用有限元分析软件建模验证分析，并对磁轴承的一些结构参数进行了优化。有限元分析表明:系统的动态响应性能良好，控制性能优良;悬浮力的理论值与仿真值结果非常接近，且和偏移量成线性关系，理论分析和结构设计具有正确性、合理性。　　最后，将PID控制与磁轴承的控制系统相结合，并运用磁路法与有限元法对比的方法进行PID参数整定。据此，利用Matlab中的Simulink仿真模块对混合磁轴承PID控制系统进行了起浮过程的稳定性分析，仿真结果表明:控制系统的动态响应快、上升时间与调节时间短、且超调量小;受到扰动时系统能很快从扰动中恢复过来，整个控制系统具有很强的抗干扰性。