磁浮轴承技术是利用电磁力使转轴稳定悬浮起来的一种新型轴承,它具有无接触、无摩擦磨损、转速高、无需润滑和寿命长等优点,受到了工业界、学术界的普遍关注和系统研究。在磁浮轴承的控制器设计上,一般采用数字控制方法,建立基于DSP的控制平台。现场可编辑门阵列(FPGA)作为当前的研究热点,其高性能的并行性、定制化的灵活性和性价比的可行性都使得FPGA成为实现高性能数字信号处理的首选器件之一。本文从可行性和创新性等角度出发,设计并实现了基于FPGA的PID算法,将FPGA用于磁浮轴承控制系统中。论文首先介绍了磁浮轴承的特点、工作原理和国内外的发展状况;接着以立式磁浮轴承为研究对象,推导出了磁浮轴承单自由度的数学模型;然后基于Xilinx公司提供的System Generator开发软件包,用Matlab/Simulink完成了模拟控制系统和数字控制系统的建模仿真。在磁浮轴承系统理论分析和仿真验证的基础上,完成了包括信号调理、模数转换、PID运算、数模转换及斩波器等电路的硬件设计和软件设计。实验表明基于FPGA的数字控制器能够实现轴承悬浮的稳定控制,并具有良好的抗干扰能力。