磁悬浮技术使得地球仪脱离接触支承,更象其在宇宙中的形态,但是,综观目前的磁悬浮地球仪,都是垂直磁悬浮系统。从悬浮技术看,这类磁悬浮地球仪是简单的单自由度垂直悬浮技术,技术难度较低。从实用价值看,他给人们的视觉偏离了正常的物理特征。本文给出了一新颖的倾斜、旋转式磁悬浮地球仪系统。这一系统是一高度非线性且开环不稳定系统。采用有限元方法对磁场进行了仿真分析,为磁轴承结构的选取和设计及性能参数的确定提供了依据。结合系统的动力学方程,对非线性系统在平衡位置附近进行线性化,建立了系统的理论数学模型。在此基础上,设计出合理的PID控制器模型。导出混合磁悬浮轴承系统稳定性和动态性能的传递函数,并对混合磁悬浮轴承进行了仿真,得到使系统稳定的控制参数范围。结合混合磁悬浮地球仪特点,比较并选取了适合于此系统结构的高灵敏度小型霍尔传感器,实现了球体位移的精确测量。在地球仪倾斜稳定悬浮的基础上,又设计了旋转控制电路。最后,对系统进行了总体调试,实现了地球仪的稳定悬浮及旋转。实验结果表明采用混合磁轴承结构降低了系统功耗,进一步减小了系统的体积。本课题的研究结果为设计此类地球仪奠定了电磁学和力学方面的基础,并为此类地球仪的结构设计提供了很好的参考价值。