磁悬浮平面电机式微驱动器与压电、静电和热微驱动器相比具有驱动电压低,运动阻力小,自由度高,可靠性好等优点,随着加工业的发展,已逐渐成为国内外研究的焦点。控制系统采样率对磁悬浮微驱动器的控制精度有直接影响,选择高时钟频率的FPGA作为主控芯片不仅能在程序并行运行时提高效率,而且在大量数据运算和外围电路扩展方面有较大的应用空间。主要内容如下:1、分析了新型绕组式磁悬浮微驱动器的结构与工作原理;对磁悬浮微驱动器中的磁场分布进行了理论分析;建立了磁悬浮微驱动器悬浮系统的运动模型;对系统的特征进行了分析,并建立了PID控制系统,通过MATLAB仿真实验验证了该数学模型,并对其进行PID控制仿真。2、建立了磁悬浮微驱动器的控制系统,以EP2C5型号的FPGA为控制核心,结合AD7671、AD5545芯片设计了数据采样电路,处理电路以及输出电路,实现了对磁悬浮微驱动器的数据采集和数据输出功能,系统中FPGA可通过RS232协议实现与PC之间的通信,实现控制电路与上位机之间的硬件连接。3、基于Quartus II软件完成了基于FPGA磁悬浮微驱动系统的软件设计,完成ADC采样、FIFO缓存、数据滤波、控制算法、DA控制以及与上位机的通信;描述各算法功能及实现方法,完成程序编写并实现各模块功能。4、搭建了基于FPGA的磁悬浮微驱动器悬浮测控实验系统;测控系统中通过位置环对磁悬浮微驱动器进行PID控制,并可在上位机上通过Delphi界面检测悬浮状态,通过对所设计的PID控制器的控制精度、大范围精确控制性能、动态性能和跟踪性能进行实验验证,结果表明该系统可实现2mm范围的精度为1μm的控制。