磁力轴承是一种新型的支承部件,它具有传统的滚动轴承和滑动轴承轴承无法比拟的优点,如无机械接触、无磨损、无需润滑等,一直以来都受到国内外学术界和工业领域的广泛关注。磁力轴承本质上是非线性系统,具有开环不稳定的特点,需要设计合理的控制器进行闭环控制。常用的控制器设计方法是在小范围内将磁力轴承非线性模型线性化,然后根据线性理论设计经典PID控制器。研究表明,经典PID控制不能达到理想的控制效果,需要研究和设计更优良的控制器。本文针对单自由度磁力轴承系统进行了分析,介绍了其工作原理,并根据电磁理论建立了其线性和非线性模型,并采用经典PID控制对两种模型进行了仿真研究。实验结果表明在小范围内将磁力轴承线性化是合理可行的,但经典PID控制的超调量大,调节时间长。针对经典PID控制效果不理想的情况,本文引入了智能控制方法,将模糊控制和神经网络控制应用于磁力轴承系统中。本文进行了模糊控制器和模糊查找表的设计,采用查表法对磁力轴承系统进行了基本模糊控制和参数自调整模糊PID控制的仿真研究。仿真结果表明,基本模糊控制和参数自调整模糊PID控制都能改善磁力轴承的性能,但前者存在静态误差,后者对性能的提高不明显。利用神经网络的非线性映射能力,本文设计了磁力轴承的PID神经网络单变量控制器,讨论了其控制算法,分析了其稳定性。仿真结果表明,PID神经网络单变量控制的效果优良,与经典PID控制和参数自调整模糊PID控制相比,其超调量小,调节时间短；与基本模糊控制相比,其无静态误差。