无轴承异步电机（Bearingless Induction Motor,BIM）作为传统电机的进阶型,是一种将磁轴承和交流异步电机进行融合的高速电机。该电机不仅拥有磁轴承使用寿命长、无磨损等优点,同时兼备异步电机成本低、结构简单等优点,是目前电机传动、生命科学和能源开发等领域的研究热点之一。本文在国家自然科学基金项目（51875261）以及江苏省杰出青年基金（BK20180046）的支持下,就BIM数学模型分析、非线性解耦控制、内模控制器、基于模型参考自适应的转速及转子电阻识别、BIM数字控制系统等展开研究。主要内容如下:1、阐述了BIM的研究概况,总结了其非线性解耦控制与转速及转子电阻辨识的发展状况与主要方法。根据BIM的悬浮机理,推导了BIM转子稳定与偏心状态下的两种电磁力数学公式,并构建了BIM的数学模型。同时描述了基于转子磁场定向的BIM闭环控制系统,并推导其数学模型公式。2、针对BIM这个非线性且强耦合的复杂被控对象,提出了一种将最小二乘支持向量机（Least Squares Support Vector Machines,LSSVM）逆与2自由度内模控制器（Internal Model Controller,IMC）相结合的方法,实现了基于转子磁场定向坐标轴下的BIM的高性能动态解耦控制。根据逆系统的原理,证明BIM的可逆性,并通过具有良好学习能力的LSSVM辨识BIM的逆模型。同时针对LSSVM参数的优化问题,采取了改进型的粒子群算法。其次,将LSSVM逆模型与BIM原系统进行组合,实现复合伪线性解耦控制系统的构造,并运用2自由度内模控制理论设计闭环控制器,以实现该系统跟踪性和抗干扰特性的独立调节。最后根据MATLAB/SIMULINK软件仿真结果可得,所设计的控制系统具备良好的动态解耦性、追踪性以及抗干扰能力。3、针对传统机械传感器的弊端,以及传统MRAS所固有的积分计算以及定子电阻识别等问题,提出了一种基于瞬时无功功率模型参考自适应（Model Reference Adaptive System,MRAS）的转速辨识方法,并将其进行改进用于BIM转子电阻辨识。该方法根据瞬时无功功率定理设计MRAS的参考模型和可调模型,并参考波波夫超稳定定理设计自适应率,实现了BIM转速信息的精准辨识。通过对该MRAS可调模型中待测量的修改,以及基于波波夫积分不等式设计自适应率的参考,实现了基于瞬时无功功率MRAS的BIM转子电阻在线辨识。最后通过MATLAB/SIMULINK进行仿真验证,其结果证明了所提出的方法具有的良好转速和转子电阻辨识精度。4、以运算芯片TMS320 F 2812 DSP为核心处理器,并基于软件程序及硬件电路的设计开发,搭建了基于矢量控制的BIM数字控制系统实验平台。其次,对BIM旋转与悬浮实验开展研究分析,其结果表明,所搭建的数字控制系统不仅能使BIM正常稳定工作,并且能使其拥有较好的动静性能。