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μ综合与分析控制是鲁棒控制的一种，理论上具有良好的鲁棒性和鲁棒稳定性。本文针对转子在一阶弯曲临界转速时的振动问题，将该算法运用于主动磁悬浮轴承柔性转子系统中，并进行仿真和实验研究。 首先建立了传感器、功率放大器、五自由度电磁铁-转子数学模型，并利用有限元法对转子进行动力学分析，将计算结果与实验对比，验证了理论分析的正确性。利用线性分式变换规范化被控对象，采用D-K迭代法求解出μ综合与分析控制器，并基于结构奇异值μ对控制器进行鲁棒性和鲁棒稳定性分析，从理论上验证了控制器的鲁棒性和鲁棒稳定性。 为了便于实验研究，采用均衡截断法对解得的高阶控制器进行降阶处理，通过对降阶前后控制器的幅相频特性进行对比，以及对降阶后的控制器进行鲁棒稳定性和鲁棒性分析，在理论上验证了降阶前后控制器控制效果差异不大，并基于MATLAB/Simulink平台进行了磁悬浮轴承系统的仿真研究，仿真结果表明降阶前后的控制器都具有较好的鲁棒性和鲁棒稳定性。 最后采用双线性变换对降阶后的控制器进行离散化，在磁悬浮轴承实验台上进行实验研究。实现了转子在空间五个自由度的稳定静态悬浮，三支承状态下在11700r/min速度下的高速运转。所设计的控制器在静态五自由度悬浮时振动量径向小于17.5μm，轴向小于12μm，旋转时径向小于55μm，轴向小于12.8μm。实验结果表明相比于数字PID控制，μ综合与分析控制器在参数摄动范围内具有较好的鲁棒稳定性和鲁棒性，可将转子两端径向最大位移振动分别降低41.82％和76.92%。