无轴承永磁薄片电机是电机研究的新领域，其转子的轴向长度远小于外径，成薄片状，依据磁阻最小原理可实现三个自由度（一个轴向自由度和两个扭转自由度）的被动悬浮，只需主动控制两个径向自由度就可以实现电机五个空间自由度的全悬浮，从而极大简化了电机驱动电路的复杂性。无轴承永磁薄片电机具有无摩擦、无磨损、高速高精、功率因数高、超洁净等优点，在医学制药、生物工程、芯片制造业等领域具有广泛的应用前景。　　本论文在江苏省高校科研成果产业化推进工程项目(JHB2012-39)和江苏省“333工程”资助项目的支持下，针对无轴承永磁薄片电机的数学模型、本体优化设计、数字控制系统进行了较为深入的研究，主要包含如下几个方面内容:　　首先，系统阐述了无轴承永磁薄片电机的研究背景、国内外研究现状、应用领域以及在未来的发展过程中的关键技术，从而引出论文的研究意义与内容安排。　　其次，在分析无轴承永磁薄片电机转子受到的电磁力及主被动悬浮机理的基础上，给出了被动悬浮的等效机械模型和动力学方程，并对电机的被动悬浮特性与影响因素进行分析;同时根据麦克斯韦张量法建立了无轴承永磁薄片电机的径向悬浮力数学模型，考虑到偏心位移上不可控悬浮力存在着耦合给出了电机直接位移控制策略与转矩矢量控制策略并绘制了控制框图，为后面的软硬件设计提供依据。　　再次，分析了无轴承永磁薄片电机本体的基本结构，从电机转子的不同结构、磁化方式、永磁材料比以及轴向长度比出发，利用Ansoft软件建立有限元分析仿真模型进行本体的优化设计，得到了不同结构、磁化方式和永磁厚度下转子的气隙磁通密度波形，分析不同磁化方式与结构下永磁转子中所用磁性材料和转子磁轭的最佳比例，以及永磁体外径和轴向长度的最佳尺寸值。在此基础上对各个结构和磁化方式的电机径向悬浮力进行对比分析，并对电机的被动和主动悬浮特性以及影响因素进行有限元分析验证。　　最后，基于控制策略与优化分析结果构建无轴承永磁薄片电机全数字化系统试验平台，主要包含硬件电路的设计与软件程序的开发，硬件电路分为:速度调理接口电路、电流调理接口电路、径向位移调理电路等;软件程序分为:主程序、中断子程序等。同时对接口电路进行调试，以保证系统正常工作;并进行了动静态悬浮性能试验以及对得到的试验结果进行分析研究。