本文在分析了主动磁悬浮轴承(AMB)系统模型的基础上,建立了单自由度、五自由度 AMB 的力学模型。文中采取了两种理论方案实现 AMB 的集中控制:LQR和线性状态反馈解耦控制。在进行仿真研究时,重点对 LQR 集中控制器进行了较深入的理论研究;分析了控制器的参数对闭环系统稳态性能、鲁棒性、灵敏度的影响,为设计用于磁悬浮轴承的集中控制器提供了重要的理论依据。 论文将 LQR 和 PID 理论相结合进行了算法化简,提出了一种易于工程实现的集中控制器:交叉 PID 集中控制器。该方案解决了集中控制器普遍存在的实时计算量大、控制器设计复杂、过度依赖数学模型的精确性等缺点。论文设计了交叉 PID 集中控制器并进行了仿真研究。在 TMS320LF2407A 数字信号处理器上进行了试验验证,结果表明:本文研究的交叉 PID 集中控制器成功地将一套五自由度的磁悬浮系统实现了静态悬浮和动态悬浮,最高转速达到了30000r/min。