磁轴承转子系统一方面向着高速化、复杂化发展,这要求控制系统具有更高的计算速度,可以处理更加复杂的控制算法;另一方面,近年来集成化控制系统迅速发展,因其可靠性好、抗干扰强和体积小等优势在工业领域得到越来越多地青睐。本文基于Altera公司的EP4系列FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)设计制作了五自由度磁轴承集成控制系统,将位置控制器和功率放大器的运算部分整合,大大缩小控制系统的体积。硬件设计包括FPGA配置、多通道A/D采样、时钟和复位电路、电源配置、电平转换以及光耦隔离等部分;软件设计包括位置控制模块、电流控制模块、时钟PLL模块、A/D采样控制模块和PWM调制模块,并且对各模块进行了功能仿真。FPGA集成控制器在自制磁悬浮飞轮试验台上进行控制性能研究。在FPGA集成控制器上采用不完全微分PID控制策略,测试了系统的动态性能,实现了转子的稳定悬浮和高速旋转。结果表明FPGA集成控制器控制精度高、运算速度快、占用空间小,并且能够实现多种控制算法,完全能够满足磁悬浮控制系统的需要。