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以单自由度磁力轴承为研究对象，建立非线性支承力模型，通过对磁力轴承非线性支承力特性的分析，揭示出磁力轴承支承刚度与控制器参数之间的非线性关系，对磁力轴承结构设计以及控制器的设计具有指导作用。基于非线性支承力模型和线性支承力模型设计不同的控制器，对磁力轴承转子系统进行刚度试验，结果表明，基于非线性刚度模型设计的控制器具有较好的稳定性和较高的刚度，并满足系统的回转精度要求。