为了满足现代化工业生产对高速、高性能电机的需求,一种集磁轴承和传统异步电机优势于一体的无轴承异步电机(A Bearingless Induction Motor,BIM)应运而生。其能满足在洁净环境、腐蚀环境、高速超高速等特殊环境下的无轴承支撑运行,是最具应用前景的无轴承电机之一。本文就BIM运行机理、数学模型建立、无速度传感器控制、支持向量机逆解耦控制以及数字控制系统实现等方面开展研究,论文主要工作与取得成果如下:(1)综述了BIM的国内外研究现况,介绍了发展趋势及应用领域。阐述了BIM的运行机理,建立了其数学模型,并基于此模型搭建了气隙磁场定向控制系统,为电机设计和高性能控制提供奠定基础。(2)为了改善BIM运行控制中低成本转速自检测问题,提出基于迭代中心差分卡尔曼滤波器的无速度传感器控制策略。该策略将Sterling插值公式与迭代循环结合,引入卡尔曼滤波器中估测电机转子转速,实现电机转速的在线辨识。该策略能实现BIM无速度传感器方式下稳定悬浮。(3)针对BIM多变量、非线性和强耦合的复杂系统特点,提出一种基于模拟退火粒子群优化(Simulated Annealing Particle Swarm Optimization,SA-PSO)支持向量机逆解耦控制策略。在BIM数学模型基础上,采用非线性支持向量机构建其逆系统,与原系统串联成伪线性复合系统,使BIM原非线性系统解耦成三个子系统,并引入SA-PSO来提高参数拟合精度。研究结果表明,所设计解耦控制策略可实现BIM转速、径向位移和磁链之间的动态解耦及稳定悬浮运行。(4)以TMS320F2812 DSP为控制核心建立BIM数字控制实验平台。实验结果表明所设计的数字控制系统不仅可实现BIM稳定悬浮,而且具备良好的动态和静态性能。