为了提高系统的动态性能,同时减轻因磁轴承失效造成转子跌落带来的严重损坏,本文将人字槽径向动压气体轴承引入磁悬浮轴承转子系统,研究动压气体轴承的支承特性、磁气组合轴承对系统动态性能的影响以及动压气体轴承作为保护轴承的可行性。搭建了径向磁气组合轴承转子系统试验台,采用有限差分法和牛顿迭代法求解静态雷诺方程和气膜厚度方程,研究了动压气体轴承承载力随转速、轴承宽度、轴承半径、气膜厚度、偏心率和槽型变化规律。采用小扰动法,在复数域内求解非定常可压缩雷诺方程,分析了动压气体轴承动态特性随转速和偏心率的变化规律。对磁轴承电磁力进行了分析,设计了磁悬浮轴承不完全微分PID控制器,编写了相关控制程序并集成到基于FPGA芯片的数字控制器中。对系统进行了理论模态分析和试验模态分析,完成了系统高速旋转试验,测试了动压气体轴承在不同偏心率和转速下的承载力。研究结果表明,引入动压气体轴承可减小转子振动和磁轴承线圈电流,提高了系统的动态性能;随着转速和偏心率的增大,动压气体轴承的承载力迅速增大;当转速为30000r/min且偏心率为0.9时,预测单个径向动压气体轴承理论可提供35.2N的力;如果不考虑冲击力,在高转速下磁轴承失效造成转子跌落瞬间,两个径向动压气体轴承能够产生足够大的承载力支承转子重力,减轻转子跌落造成的损害,具有一定的保护轴承功能。