磁悬浮轴承通过电磁力悬浮转子系统,具有无机械接触、无磨损、无需润滑、低损耗,高转速、长寿命等突出优点,且能实现较好的转子动态特性,是高速高精密转子系统的理想支承方式。因此,磁悬浮轴承系统在航空航天、真空技术、涡轮机械及机床等领域具有广泛的应用前景。但当磁悬浮轴承系统出现局部故障时,其原有的控制闭环将无法实现,从而导致转子系统跌落,而造成严重影响,特别在极端恶劣条件下,其可靠性问题尤其突出;冗余性设计是提高磁悬浮支承可靠性的一种切实有效的方法,其要求轴承系统具备容错性,能快速有效的检测并表达故障特性,并能针对故障进行容错控制,而继续提供有效电磁支承特性。本文进行了基于双核处理器架构的磁悬浮容错控制模型及系统的研究,主要研究内容为:(1)为满足多自由度磁悬浮支承系统的故障诊断与实时控制需求,设计了一种基于异构的双核处理器ARM+DSP架构,提出了对应的硬件平台、软件体系方案,实现了故障诊断与实时控制任务的分配运行、高效信息交互,来应对上述并行任务的实时性需求;(2)提出了精确冗余结构下的电磁力线性化模型。考虑到现有方法在冗余结构下非平衡位置的电磁力线性化存在较大误差,本文通过求解电磁力的泰勒级数展开式,分别引入位移补偿矩阵,对转子偏离中心位置后的电磁力进行补偿,实现了异极冗余磁悬浮支承结构下电磁力与电流、位置统一的线性化描述,得到了一种具备更大线性空间的准确电磁力模型;(3)提出了基于电磁力精确线性化模型的电流分配矩阵求解方法,建立了容错控制模型,进行了基于Matlab/Simulink的仿真分析;针对控制研制了基于双核处理器的硬件平台,设计了软件算法,进行了实验研究。仿真与实验结果表明,本文所提出的方法具备明显的精度优势,将有助于改善容错控制实施中的转子动态性能。本文的创新性在于,针对常规方法在非平衡位置的电磁力模型偏差,进行了基于位移补偿的模型修正,建立了冗余支承结构下电流与位移统一的电磁力线性化模型,并基于该模型提出了新的容错控制策略。研究成果对于提供磁悬浮轴承在极端情况下的可靠性具备较大意义。