磁悬浮轴承（MB）是利用磁力作用将转子悬浮于空间的一种新型高性能轴承，由于转子与定子之间不存在机械接触，转子可以达到很高的转速，几乎没有磨损、寿命长、能耗低、噪声小、无需润滑，在很多应用领域内与传统轴承相比具有明显优越性。　　由于磁悬浮轴承是一个不稳定系统，必须设计控制器才能实现稳定悬浮。但磁悬浮轴承系统是一个复杂非线性系统，系统的建模和控制器的设计都有一定的难度。通常的做法是将磁悬浮轴承系统进行解耦控制，将多自由度磁悬浮轴承的控制简化为单自由度磁悬浮轴承的控制。单自由度磁悬浮轴承仍然是一个非线性系统。对单自由度磁悬浮轴承设计控制器时，要求控制器需有一定的鲁棒性，这样才能保证解耦控制的可行性。　　在文中通过“力偏置”法将磁悬浮球系统与单自由度磁悬浮轴承联系起来，使得可以用磁悬浮球代替磁悬浮轴承来研究控制器的设计。本文中的实验设备采用的就是磁悬浮球系统。文中控制器的设计包括线性控制器的设计和非线性控制器的设计。其中线性控制器的设计采用的是PID控制器，非线性控制器包括反馈线性化和滑模变结构控制器两种。通过仿真和实验证明了所设计的控制器可行且性能良好。其中滑模变结构控制器的设计采用了坐标平面内的分析方法，对悬浮质量的不确定性，得到了一定收敛域内的变结构控制器。