磁悬浮小球控制系统是一个复杂的非线性、开环不稳定的系统,它是学习和研究控制理论的重要平台之一。对磁悬浮小球控制系统的研究涉及到控制理论、电磁学、计算机科学等众多领域。磁悬浮小球控制系统对实时性的要求很高,此类复杂控制系统采用传统经典控制方法难以取得很好的控制效果。因此,探索一种精确、实用的控制方法是一件很有研究价值的工作。本文针对实验室的一套二自由度的吸浮式磁悬浮球控制设备试验平台并基于Matlab环境进行了分析与设计。本文首先介绍了磁悬浮技术的研究发展概况,分析了磁悬浮小球控制系统的组成,并详细介绍了磁悬浮小球系统的物理模型和RBF-ARX模型的结构、参数辨识的原理和方法,并介绍了预测控制的基本原理。然后利用PID控制器对该系统进行控制,并采集到系统的输入输出数据,并利用该数据设计得到了磁悬浮小球控制系统的RBF-ARX模型。然后设计了预测控制器,并利用所设计的预测控制器对该系统进行仿真试验,最后,将基于RBF-ARX模型的预测控制运用到磁悬浮小球控制系统中,进行了实时控制实验。本文所研究的磁悬浮小球控制系统是一个典型的二自由度的电磁悬浮控制系统,基于RBF-ARX模型的预测控制器在实时控制中取得了很好的控制效果。多自由度的磁悬浮控制系统可以借鉴二自由度磁悬浮小球控制系统所取得的研究成果,并可以推广到一般工业控制过程中。因此,进行二自由度磁悬浮球控制系统研究以及控制器的设计对于推动磁悬浮技术的发展和实际工业应用具有很重要的现实意义。