磁悬浮轴承（简称磁轴承）作为机电一体化的高科技产品,其主要特点是定子不与被支承转子发生机械接触,而是通过永磁体或线圈电流产生电磁力,使转子能够稳定悬浮并工作,因此具有无摩擦磨损、寿命长、无需润滑、低能耗等传统机械轴承无法比拟的优势,在现代化工业及机械制造业都具有广泛的应用前景。针对四极结构和八极结构的磁轴承能耗较高、控制系统复杂等不足,逆变器驱动式三极混合磁轴承（Hybrid Magnetic Bearing,HMB）得到了研究。而为了降低磁轴承耦合、提高空间利用率,论文以五自由度磁悬浮电主轴为研究对象,对六极HMB展开了研究。电主轴两端分别由一个二自由度六极径向HMB和一个三自由度六极径向-轴向HMB支承。论文对磁轴承的数学模型及其参数设计、磁悬浮电主轴的状态方程和转子不平衡振动补偿进行了理论分析和实验研究。本文主要完成工作及成果如下:（1）阐述了磁轴承的研究背景及其国内外的研究现状;对磁轴承的结构、运行原理及工业应用作了介绍,并从原理、构成等方面入手对其进行了分类;论述了磁轴承转子不平衡振动补偿方法的国内外研究现状。（2）设计了五自由度磁悬浮电主轴的总体结构,介绍了其两端六极HMB的工作原理,推导了其数学模型,并根据设计要求对磁轴承的结构参数进行设计和有限元分析;最后基于得到的六极HMB悬浮力数学模型构建了五自由度磁悬浮电主轴的状态方程。（3）为了解决由转子质量偏心引起的转子不平衡振动问题,以磁悬浮电主轴一端的二自由度六极HMB为研究对象,提出了基于模糊LMS自适应滤波器的振动补偿方法。针对传统固定步长最小均方（Least-Mean-Square,LMS）算法存在的收敛速度与稳态失调无法同时兼顾的问题,引入模糊控制理论,用Takagi-Sugeno（T-S）模糊推理机改进LMS算法,并利用MATLAB验证了该方法用于转子不平衡振动补偿的可行性。（4）对五自由度磁悬浮电主轴数字控制系统硬件部分的驱动电路、位移调理电路、DSP最小系统等进行了设计,并完成了软件部分包括主程序与中断服务子程序的设计。在软硬件基础上构建了五自由度磁悬浮电主轴的实验平台,并进行了转子起浮、转子稳定悬浮及抗干扰实验,实验结果表明,所设计的五自由度磁悬浮电主轴数字控制系统具有良好的动静态性能。