磁悬浮轴承也称电磁悬浮轴承或磁力轴承，是利用磁场力将转子悬浮于空间，使转子和定子之间没有任何机械接触的一种新型高性能轴承。由于它具有无摩擦、无磨损、低能耗、低噪声、寿命长以及无污染等一系列独特的优点，因此在能源交通、航空航天、机械工业以及机器人等领域具有广泛的应用前景。 磁悬浮轴承是典型的机电一体化综合系统，其研究涉及电磁理论、控制理论、机械设计、转子动力学以及计算机科学等多个学科的知识。其中磁悬浮轴承控制器的研究最为关键，控制器性能的好坏不但决定了磁悬浮轴承系统稳定悬浮与否，而且还直接影响到磁悬浮轴承的动态特性和控制精度。 本文应用电磁学理论，以精密设计加工的磁悬浮轴承为研究对象，首先建立了磁悬浮轴承的轴向单自由度数学模型和径向四自由度状态方程；然后介绍了磁悬浮轴承系统的关键组成部分，并设计了以模拟PID控制器为核心的单自由度磁悬浮轴承的模拟控制系统，分析研究了磁悬浮轴承从开始启动到达动态平衡位置的过程，为磁悬浮轴承的数字控制器的设计提供了理论依据和指导思想；然后以Samsung公司推出的以ARM7TDMI为内核的16／32位RISC处理器S3C44bOX为核心，设计出单自由度磁悬浮轴承的数字控制系统的硬件电路和软件系统；最后在以上的基础上，对用遗传算法整定PID控制算法来动态地控制磁悬浮轴承的运行进行了探讨。本文的独到之处在于使用了以嵌入式处理器ARM体系结构为内核的RISC处理器S3C44bOX为数字控制系统的CPU。实验结果表明本文中所研制数字控制系统结构简单、性能稳定、噪音小、可扩展性强、实时调试方便，并实现了单自由度磁悬浮轴承的稳定悬浮。