主动磁悬浮轴承是集机械、电子、控制、计算机、传感器、材料等多学科技术为一体的机电一体化系统。本文从磁力轴承的工作原理着手,在说明磁悬浮主轴的总体布局后,对径向磁力轴承和轴向磁力轴承的结构设计原理、材料选择、设计中的注意问题、详细的设计过程以及磁力轴承相关设计内容都一一做了推导和阐述。其中,提出了一种新的磁力轴承结构设计方法,利用该方法可以最大限度地减少电气参数与磁力轴承中结构参数的耦合,使得在设计的结构参数易于满足电气参数要求。并且,在详细分析单自由度磁力轴承的基础上,建立了磁力轴承的简化数学模型,推导出了经典控制律下的磁力轴承控制系统的模型。运用现代控制理论的状态空间法,建立了转子控制系统的状态空间模型,结合MATLAB的Simulink模块实现了磁悬浮轴承的动态仿真。