目前,高速电机是旋转设备的重要研究领域。主动电磁轴承通过对电磁铁线圈中电流的实时控制,使其产生可控电磁力来实现对转子的非接触悬浮,因此具有无接触、适合高速、动力特性易于控制等特点,已成为高速旋转机械的关键支撑单元。本文旨在对磁悬浮高速电机主动电磁轴承-刚性转子系统进行分析与控制。文章在介绍悬浮高速电机主动电磁轴承-刚性转子控制系统各组成单元的基础上,建立了考虑转子不平衡的主动电磁轴承-刚性转子数学模型,并分析了其开环不稳定的特性,以此说明对主动电磁轴承-刚性转子系统进行闭环控制的必要性。针对主动电磁轴承-刚性对称转子,分析了PD控制下系统的固有振动,求解出了系统模态特征根解析式,并在此基础上研究了比例反馈系数P及速度反馈系数D对系统固有振动的阻尼和频率的影响。分析了系统因转子不平衡导致的受迫振动,求解出了不平衡力振动的解析表达式,并据此得出其振动特点。给出了PD闭环控制器参数调整依据,以及闭环系统的频率特性。同时,分析了PD控制用于耦合的电磁轴承-刚性转子系统时的缺点。针对主动电磁轴承-刚性一般转子系统,分析了两种坐标下系统耦合特性,在此基础上设计了前馈解耦控制器将原本相互耦合的主动电磁轴承-刚性转子径向四自由度系统解耦为四个单自由度系统,并采用两种方法对解耦后系统进行了不平衡力的辨识和补偿。同时,利用最速跟踪微分器技术改善了解耦和不平衡补偿效果,以及系统的抗扰能力。最后,介绍了磁悬浮高速电机系统试验平台的硬件和软件,并对所设计的解耦和不平衡补偿方法进行了实验验证。