气垫悬浮属于非接触式支承,与传统的接触式支承相比具有无摩擦、无磨损、无干扰和无污染等优点,广泛应用于重载装备和精密仪器中,如精密机床导轨、气垫船、气垫搬运车及气垫带式输送机等。本文以低速、重载转动模拟装备为背景,研究其气垫悬浮支承系统,分析气垫结构参数对其承载性能的影响并进行优化;采用压力控制系统实现多气垫同步悬浮,使其对场地和环境具有良好的适应性及稳定性;编写了上位机控制软件,使其具有良好的人机交互功能。首先,本文针对低速、重载转动模拟装备的实际使用工况,建立了静止、转动及风载状态下力学模型。确定了气垫承载单元的基本结构和气压控制回路,并对系统阻抗特性进行分析。其次,采用有限元分析软件Fluent对承载单元的气膜流场特性进行研究,针对气膜溢出过程、气膜压力场、气膜刚度等进行了量化分析,研究对比了影响气膜承载性能的因素,对气垫结构参数进行了优化,得到最优膜厚参数范围。然后,采用气压驱动比例控制方式,得到气垫压力控制的传递函数。基于常规PID及自校正控制策略进行仿真,分析了系统稳定条件,提高了系统动态特性及控制精度。最后,设计系统控制硬件及软件,并基于Labview开发环境设计了气动系统上位机控制软件,界面清晰、功能齐全,具有良好的人机交互性。