磁悬浮轴承因其优异性能是高性能转子系统的理想支承。但磁悬浮轴承属于典型的非线性机电耦合系统,同时具备开环不稳定特性,必须施加主动控制才能使转子系统稳定悬浮。因此,控制系统是磁悬浮轴承系统中的关键环节,控制器又是控制系统的核心设计部分,故控制器的设计就尤为重要。典型的磁悬浮轴承控制系统中涉及多个位置闭环与电流闭环控制,常规的磁悬浮轴承控制器通常采用位置控制器与电流控制器(即功率驱动器)分别实现上述控制闭环,通过相互之间的线缆连接来实现控制信息的交互,通常为反应控制量的模拟信号,系统结构复杂,易受干扰且实现成本高。本文根据多自由度磁悬浮转子的控制需求,提出了一种基于双DSP架构下的磁悬浮轴承集成控制器设计方案,具体工作如下:(1)在同一个控制板卡上实现原有控制系统中的位置控制器与功率驱动器,实现了控制系统的控驱一体。文中分析了磁悬浮轴承控制中的实时性需求,采用两颗独立的DSP分别完成上述功能。(2)采用基于双端口RAM的数据交互方案代替原有的模拟信号的线缆传输,并设计了相关的硬件信号量来实现双DSP运行的同步性。(3)设计了双DSP间的软件控制时序,通过硬件实现的握手来实现上层位置控制器DSP与底层功率驱动器DSP中间并行软件的时间节拍,并设计了相应的软件控制流程。(4)研制了基于上述集成控制器方案的控驱一体控制系统,并进行了实验研究。实验结果表明,执行传统的PID算法,其控制周期约为148.5μs,并且磁悬浮轴承系统具备良好的电流纹波及跟随、转子静态悬浮、旋转及抗干扰特性,证明本文所提出的集成控制器方案应用在磁悬浮轴承控制系统中,使其具备良好的实时性能与抗干扰能力。本文的创新性主要体现在:通过双DSP间数字信号的数据通信,解决了常规系统中线缆连接复杂,模拟信号易受干扰的问题;在同一个控制板卡上同步实现了位置控制器与功率驱动器,实现了控驱一体设计,极大的简化了控制系统的结构。本文的研究,对于提高磁悬浮轴承的性能,提升其控制系统的可靠性与可维护性具有意义;同时也为其他类型的机电一体化控制系统设计提供了有效思路,具备较好的参考价值与实际应用价值。