电磁轴承的大多数组成元件具有非线性特征，所以电磁轴承的动态特性是非常复杂的。非线性电磁力可以引起轴在一些区域的大幅振动。因此，研究电磁轴承的非线性动力特性及其稳定性在工程中具有重要意义。此外，随着科学技术的发展，旋转机械正朝着高速、轻型、大功率、大载荷方向发展。转子轴系是大功率动力机械的重要部件。转子在铸造和机械加工过程中形成的缺陷在交变的机械应力和热应力的作用下，便会形成裂纹。这些疲劳裂纹如不能及早发现，就会在交变载荷的作用下扩展直到引起灾难性的断裂事故。研究裂纹转子的动态特性、提取转子裂纹故障的特征信息具有重要的工程意义。本课题主要研究十六极主动电磁轴承转子系统和十六极主动电磁轴承裂纹转子系统的非线性动力学。 在第一部分，研究了十六极主动电磁轴承转子系统的复杂非线性动力学。给出了电磁力的表达式，根据牛顿运动定律建立了十六极主动电磁轴承转子系统的运动方程。对运动方程进行无量纲化，得到系统的无量纲运动方程。利用多尺度方法对十六极主动电磁轴承转子系统进行了摄动分析，得到系统在主共振-1/2亚谐共振情况下的平均方程。运用Matlab软件对平均方程进行数值仿真，发现系统随着控制参数的变化，存在周期运动、多倍周期运动、概周期运动和混沌运动。由于考虑了竖直方向转子重力的影响，因此系统水平模态和竖直模态的相图形状不同。 在第二部分，研究了十六极主动电磁轴承裂纹转子系统的非线性振动、分叉和混沌动力学。给出了裂纹转子的变刚度矩阵和非线性电磁力的表达式，根据牛顿运动定律建立十六极主动电磁轴承裂纹转子系统的运动方程，对运动微分方程进行无量纲化，得出系统的无量纲运动方程。利用多尺度方法对十六极主动电磁轴承裂纹转子系统进行摄动分析，得到系统在主共振-1/2亚谐共振情况下的平均方程。运用Matlab软件对平均方程进行数值仿真，发现系统随着控制参数的变化，存在周期运动、多倍周期运动、概周期运动和混沌运动。