为了提升功率密度和系统效率,以高速电机为基础的设备应用越来越广泛,这就对轴承系统提出了更高的要求。相较于传统机械轴承及被动磁轴承,主动磁轴承以其无接触、无润滑、能够承受高速运行且具有主动调节作用等特点,逐渐成为高性能支承系统的代表,在高速电机等设备中需求日益增大。磁轴承的控制是整个系统的核心,本文主要针对主动磁轴承-刚性转轴系统的控制展开研究。首先,本文进行了主动磁轴承-刚性转轴系统数学模型的建立。分析了主动磁轴承的工作原理及系统构成;基于不平衡转子的基础模型,建立了主动磁轴承-刚性转轴系统的数学模型,其中包括电磁力计算及线性化、磁轴承本体、开关功放及电涡流位移传感器数学模型的建立,为后续控制系统参数整定与研究奠定了理论基础。然后,本文针对主动磁轴承-刚性转轴系统的静态稳定性控制及动态不平衡振动抑制进行了研究。在静态稳定性控制中,首先针对传统的分散PID控制进行了PID参数整定的理论计算,为后续工作中PID的调整奠定了理论基础,而后为了解决系统各个自由度之间的耦合问题,提出了基于线性状态反馈解耦的控制方法,并建立两者的数学模型,利用Matlab/Simulink软件进行了仿真分析,验证了两者对系统静态稳定性控制的有效性。在动态不平衡控制中,针对当前的“不平衡电流控制”和“不平衡位移控制”两种控制思想进行了对比,并且基于不平衡位移控制的思想,提出了一种迭代运算的电流补偿算法对转轴的不平衡振动进行抑制,并且利用Matlab/Simulink软件进行仿真分析,验证了其对于系统动态不平衡振动的抑制作用。最后,对主动磁轴承-刚性转轴的实验平台和控制系统软硬件进行了自主设计,通过对实验平台、控制器软硬件进行介绍,阐述了设计的思想与流程。而后利用设计的实物进行系统的调试和控制实验,实验结果与仿真结果相符合,验证了上文所提到系统静、动态控制策略的可行性与有效性。