无轴承异步电机是集电机与磁轴承于一体的新型电机,与传统磁悬浮电机相比,具有轴向空间短,临界转速高等优点。无轴承异步电机利用磁轴承和交流电机定子结构的相似性,把转矩绕组和悬浮控制绕组共同叠绕在定子上,利用悬浮控制绕组产生的磁场改变气隙磁场的分布,从而实现转轴的悬浮控制。同时由于无轴承异步电机弱磁容易、结构简单、可靠性高等诸多优点,使其成为研究最多的无轴承电机类型之一,并在能源交通、航空航天、机械工业等高科技领域具有广泛的应用前景。然而,无轴承异步电机是一个多变量、非线性、强耦合的复杂系统,电磁转矩和径向悬浮力通过气隙磁链耦合在一起,要想实现转子的稳定悬浮,必须对无轴承异步电机进行解耦控制。　　 本文针对上述问题,开展了无轴承异步电机的基础理论和非线性解耦控制的研究。首先,在分析了无轴承异步电机基本原理的基础上,推导了无轴承异步电机径向悬浮力和电机旋转部分的数学模型。针对无轴承异步电机电磁转矩和径向悬浮力之间的耦合特性,进行非线性解耦控制的研究。考虑在实际工况条件下,无轴承异步电机气隙磁场定向控制中转子电阻变化导致磁场定向不准确,影响转子稳定悬浮的问题,研究了基于悬浮力控制环的转子电阻在线辨识技术,提出具有转子电阻在线辨识的无轴承异步电机气隙磁场定向解耦控制策略。并通过仿真实验证明了所提气隙磁场定向解耦控制的有效性。其次,根据基于气隙磁场定向的无轴承异步电机状态方程分析出系统的可逆性,采用α阶逆系统控制理论策略对其进行动态解耦控制研究,并通过仿真实验结果验证了逆系统方法具有良好的动态解耦特性。最后,本文设计了基于高速数字信号处理器TMS320F2812 DSP的无轴承异步电机数字控制系统,研究了组成硬件系统的主要功能模块电路,并给出了数字控制系统主要的软件功能结构图,为系统实验奠定了研究基础。