轴承是机械装备的核心部件。相较于传统机械轴承,主动磁悬浮轴承以其高转速、高性能、高精度、低噪声、零摩擦、可靠性强等优点,在工业制造领域具有广阔的应用前景。但由于磁悬浮轴承系统是一个非线性时变强耦合的天然开环不稳定模型,控制难度大,控制系统复杂且成本高,一定程度上成为了它产业化普及的瓶颈。本文运用经典控制策略、状态反馈控制策略及H_∞鲁棒控制策略,对磁悬浮轴承的控制算法进行了理论研究并设计了相应的控制器,研究工作概述如下:(1)分析了磁悬浮轴承系统的结构及其工作原理,结合电磁场理论,通过磁路分析和数学处理推导建立磁悬浮轴承系统线性化控制模型。(2)磁悬浮轴承系统经典控制策略研究。将磁轴承系统与弹簧—阻尼系统控制模型进行等效类比,分析各控制参量的变化对控制效果的影响,根据磁轴承系统阻尼和刚度的要求,设计闭环PD/PI控制器,并分析控制的稳定性、快速性和准确性。(3)针对基于模拟电路实现的经典控制大多局限于小功率、低精度、低转速场合,且无法实时观测控制量的问题,本文采用了一种基于状态反馈理论的磁悬浮轴承现代控制策略。建立磁悬浮轴承系统状态空间数学模型,搭建仿真模块验证分析静态负载与谐振干扰下的磁悬浮轴承系统稳定性能。(4)在磁轴承状态空间模型的基础上,针对磁悬浮轴承系统存在的参数不确定性,采用一种基于H_∞理论的磁悬浮轴承鲁棒控制方法。分析系统灵敏度加权函数的选取,建立磁轴承系统增广模型,通过算法设计得到磁轴承H_∞鲁棒控制器。仿真验证鲁棒控制器对于外部扰动具有抑制效果。H_∞鲁棒控制策略可以提升磁轴承系统的鲁棒性。(5)设计了磁悬浮轴承控制实验。提出一种基于双桥结构的磁悬浮轴承电磁极磁力控制方法。实验结果初步证明了该方法的可行性。