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无轴承永磁同步电机(Bearingless Permanent Magnet Synchronous Motor,BPMSM)是集成磁轴承技术与永磁同步电机技术的一种新型电机,它既有磁轴承无摩擦磨损、无需润滑、寿命长等优良特性,又有永磁同步电机效率高、功率密度大等优点,所以在精密仪器加工、航空航天、飞轮储能等领域有着广阔的应用前景。本论文以BPMSM为研究对象,对其工作原理、数学模型、基本结构、解耦控制方法、无速度传感器技术以及数字控制系统等内容展开了研究。论文主要工作及成果如下:1、对BPMSM的工作原理进行了分析,在此基础上推导出了BPMSM的径向悬浮力以及电磁转矩数学模型,最后对二自由度(Two-degree-of-freedom,2-DOF)BPMSM和五自由度(Five-degree-of-freedom,5-DOF)BPMSM这两种BPMSM的基本结构进行了详细介绍。2、针对BPMSM非线性、强耦合的特点,结合神经网络右逆思想与自抗扰控制理论,提出了一种基于神经网络右逆的自抗扰控制方法,并将该方法分别用于2-DOF BPMSM和5-DOF BPMSM进行解耦控制。在判别出2-DOF BPMSM和5-DOF BPMSM右可逆的基础上,使用神经网络分别构建了2-DOF BPMSM和5-DOF BPMSM的神经网络右逆系统,将构建的神经网络右逆系统再分别串联于2-DOF BPMSM和5-DOF BPMSM之前,使2-DOF BPMSM和5-DOF BPMSM都解耦为若干个伪线性子系统。然后考虑到伪线性子系统的特点,设计了自抗扰控制器对各伪线性子系统进行综合,保证了2-DOF BPMSM和5-DOF BPMSM的稳定性。最后利用仿真验证了所提控制方法的有效性。3、为了解决机械式速度传感器给BPMSM带来的成本增加、体积变大以及可靠性降低等问题,提出了一种基于模糊神经网络左逆的转速自检测方法。依据“内含传感器”概念,建立了BPMSM转速子系统。然后在判别出BPMSM转速子系统左可逆的基础上,使用模糊神经网络构建了其左逆系统,并将构建的左逆系统串联于BPMSM转速子系统之后,实现BPMSM转速的自检测。最后利用仿真验证了所提转速自检测方法的可行性。4、设计了BPMSM数字控制系统的硬件及软件,然后构建出BPMSM数字控制实验平台,并对BPMSM进行了基础实验研究,最后在构建的数字控制实验平台基础上,给出了基于模糊神经网络左逆的BPMSM无速度传感器运行的实验方案。