磁浮列车通过电磁力实现悬浮,避免了传统轨道交通的轮轨接触,其具有平稳、噪声低和转弯半径小等独特优势,中低速磁浮列车在城市轨道交通领域已经逐步得到了应用,高速磁浮列车未来在中远距离城际轨道交通中有着广阔的应用前景。因此,对磁浮技术的研究有着重要且深远的意义。目前对于磁浮控制技术的研究与实验多通过DSP、FPGA等嵌入式控制器实现,在算法开发、参数整定、设备调试等过程中需耗费大量的时间,本文设计了基于半实物仿真的磁悬浮系统实验平台,通过MATLAB实时控制器对被控对象进行悬浮控制。使用该功能可对控制器参数进行实时调整,调试完成后可直接生成嵌入式代码,方便了系统调试,缩短了开发周期。本文首先对单电磁铁悬浮系统进行了数学分析,完成了磁悬浮半实物仿真实验平台的搭建,对MATLAB实时控制器、斩波器主电路、电流传感器以及电涡流悬浮间隙传感器等部分都进行了理论分析与硬件实现,其中针对目前磁浮列车采用的电涡流悬浮间隙传感器存在的问题,设计了一种基于机器视觉的悬浮间隙传感器,完成了该悬浮间隙传感器的设计与实现。其次基于对单电磁铁悬浮系统的数学分析进行了悬浮控制器设计,分别完成了PID、CMAC-PID以及H_∞悬浮控制器的理论分析与仿真验证,并对三种方法的控制效果进行了对比,结果表明相比于其他控制器H_∞悬浮控制器不仅有良好的动态及稳态性能,而且对间隙信号频率变化有很好的鲁棒性。最后,在半实物仿真实验平台上完成了PID控制器以及H_∞控制器的实验验证,实验结果与仿真结果吻合;对Simulink控制模型生成嵌入式代码功能进行验证,完成代码生成的DSP能实现对悬浮球的稳定悬浮;在实验平台上使用机器视觉悬浮间隙传感器成功将悬浮球稳定悬浮,验证了将机器视觉技术应用于悬浮系统悬浮间隙检测的可行性。