得益于控制技术的进步以及材料学的不断更新换代,电磁轴承在一些机械工业生产用具领域如各类工作母机、空气泵、同步发电机以及液氦泵等各种利用旋转对外输出的机械用具得到越来越多的应用。作为一种将电能输入线圈进而转化成电磁能为转轴提供撑持力的机电一体化装置,主动磁悬浮轴承的主要部件有转轴、定子电磁铁、传感器、控制器以及功放等。电磁轴承的支承功能本质上是建立在能够在控制环节改变电磁力来抵消外力的影响的基础上的,这也使得电磁轴承的支承特性具备主被动的两面性。本文首先研究主动磁悬浮轴承转轴一维方向的数学模型,再扩展至四自由度数学模型,最终将数学模型整理成动态方程,方便进行理论分析。然后研究LQR控制方案,在稳定悬浮基础需求上选择遗传算法对控制参数进行优化,详细讲述LQR控制及遗传算法原理,相比较于传统LQR控制,发现经过遗传算法优化控制参数的LQR控制方法更优异,精简的控制模型能够拥有优异的动静态性能,且抗干扰能力强,非常符合实验控制要求。在MATLAB/SIMULINK平台建立了主动磁悬浮轴承及其控制系统模型,验证控制方法的可行性。为了验证模型的有效性以及控制系统的实际效果,还搭建完整的实验台:针对实验需求自行设计了一套主动磁悬浮装置,包含外壳、转子、定子,交由工厂制作完成并交付;为实时监测转子的移动情况,采用电涡流传感器,用于检测转轴的运动情况;设计硬件电路控制板,处理传感器获得的信号,调整主动磁悬浮装置定子线圈电流,从而控制转子的运动。最终获得实验数据,对数据进行分析获得结论。通过建立研究仿真模型,研究模型运行结果,发现经过遗传算法优化后的LQR控制相比于传统LQR控制有更好的抗干扰性和稳定性。通过搭建实验平台并完成实验,获得实验结果,经过对比,也体现出优化后的LQR控制的优越性。