开关磁阻电机具有结构简单、控制灵活、容错性强等特点,在环境恶劣的工作场合和高速驱动领域具有较好的应用优势。而结合磁悬浮电机技术的无轴承开关磁阻电机则有望进一步增强其高速运行能力,且由于避免了机械轴承和转轴的高速运行摩擦,可取消专门的轴承润滑和散热设计,从而可进一步提高其功率密度。锥形无轴承开关磁阻电机(CBSRM)不仅保持了传统无轴承电机的高速旋转和径向悬浮的功能,还具备轴向悬浮的能力。因此,基于双台6/4极CBSRM结构的五自由度磁悬浮系统,其轴向长度减小,系统集成度增强。然而,系统集成度的增强给电机的旋转和悬浮控制带来了难度。对于这种特殊的五自由度磁悬浮系统而言,需要通过单独控制12个绕组电流来实现对4个径向悬浮力、轴向悬浮力和转矩的跟踪。同时,该五自由度磁悬浮系统的数学模型较为复杂,悬浮力和转矩之间具有强耦合性,解耦困难导致控制算法复杂。为解决以上问题,本文分别以单台和双台锥形无轴承开关磁阻电机为研究对象,研究其运行机理、数学模型和控制策略。首先,针对CBSRM的特殊结构,基于旋转坐标系推导了双相导通模式下的数学模型,由于数学模型尤为复杂,又采用单双绕组电流等效的方法对其进行简化。在此基础上,研究了单台CBSRM的补偿控制策略,在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型,并基于单台实验样机和硬件平台进行旋转悬浮实验,验证了控制策略的可行性。其次,针对双台CBSRM组成的五自由度磁悬浮系统,研究了三种控制策略,分别是轴向力补偿控制、电流分解控制及其优化控制,并在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型,同时对这三种控制策略进行对比分析。最后,介绍了五自由度磁悬浮系统的实验平台,包括实验样机和基于DSP28335及CPLD的硬件平台,测量了样机参数,并进行初步实验。