磁悬浮轴承是一种新型非接触式支撑元件,广泛用于机械加工、航空航天、真空技术、转子动力学特性辨识与测试等领域,被公认为极有前途的新型轴承。然而,由于材料质量分布不均及加工误差等原因,导致转子质量分布不均,旋转时将产生周期性振动,严重影响转子系统的性能及安全运行。因此,抑制磁轴承转子的周期性振动,是提高系统运行精度的关键所在,也是本文研究的重点。针对高速磁悬浮电机转子的周期性振动问题,本文的研究思路是:通过对磁轴承系统进行分析,建立磁轴承系统模型及转子周期性振动模型。从磁轴承转子周期性振动产生的原因入手,提出抑制周期性振动的控制策略,并通过仿真进行验证。为了进一步验证该控制策略的有效性,设计磁轴承数字控制器,对其进行试验验证。目前,本文已完成控制策略的仿真验证、数字控制器的设计及其实用性验证,尚未对本文所提出的控制策略进行试验验证,具体研究内容如下:(1)阐述了磁轴承系统的工作原理,介绍了一种主动磁轴承的机械结构,分析了磁轴承转子悬浮力特性,搭建了磁轴承系统数学模型。建立了磁轴承转子不平衡力模型,分析了转子的周期性振动特性。(2)提出将线性自抗扰控制策略与重复控制策略相结合应用于磁轴承控制系统。分别介绍了线性自抗扰控制器及重复控制器的工作原理,将两种控制器相结合构成复合控制器,根据两种控制器位置的不同,形成的复合控制器具有两种组合结构:嵌入型与并联型。对嵌入型与并联型复合控制结构进行了详细的对比,以提高系统的抗扰动能力为侧重点完成了对复合控制器结构的选型,并整定了控制参数。(3)建立了基于复合控制结构的磁轴承控制系统数学模型,并进行了仿真验证。仿真结果表明,复合控制器不仅具有线性自抗扰控制器的稳态性能,而且能够有效抑制转子的周期性振动,在10kr/min的转速下,对转子施加幅值200N、与转速同频的周期性扰动,转子周期性振动的峰值减小了69.2%。(4)设计了基于TMS320F28335的磁轴承数字控制器,以PID控制策略为核心算法进行了高速磁悬浮电机的静态悬浮实验,实现了转子在平衡位置的稳定悬浮,验证了本文所设计的数字控制器的实用性。