磁悬浮系统利用电磁吸力克服物体自身重力实现无接触悬浮。它具有无接触、高速度,低能耗,低污染和安全性高等众多优良特性,因而在交通运输、航空航天、工业生产等领域都得到了广泛的应用。磁悬浮系统本质是开环不稳定的非线性系统,同时存在各类不确定和外界扰动,其控制器设计是具有挑战性的工作。本文分别针对单点与两点磁悬浮系统,考虑到系统存在的参数化不确定和受到的外界扰动,以及两点悬浮系统中悬浮点之间的机械耦合,建立了磁悬浮控制系统相应的单点与两点动力学模型。在此基础上,根据跟踪目标,分别研究了两类磁悬浮系统相应的跟踪控制问题。本文的主要研究内容如下:首先,以磁悬浮球系统作为单点悬浮系统的研究对象,根据其工作原理,建立了带有参数化不确定和不匹配外界干扰的单点非线性动力学模型,设计了基于干扰观测器的鲁棒自适应控制律。该算法通过干扰观测器对外部时变不匹配扰动进行观测估计,并将估计值综合到鲁棒自适应控制律中有效实现扰动补偿。理论分析和数学仿真验证表明,该控制律能有效地抑制外界干扰和参数化不确定对系统性能的影响,使闭环系统具有良好的跟踪性能。其次,针对单点悬浮控制系统在运行过程中会发生系统参数突变和/或外界干扰陡变情况,本文将系统的预期跟踪性能通过输出误差变换引入原系统,建立面向性能的数学模型。在此基础上,设计浸入和不变自适应律对系统中未知参数进行在线估计,该自适应律通过引入调节函数以塑造参数收敛过程;同时设计干扰观测器对系统的外界扰动进行估计;最后,利用动态面控制设计思想,将设计的自适应律和干扰观测器与基底动态面控制律有机结合形成最终的面向预期性能的鲁棒自适应动态面控制律。理论分析表明该控制律能实现良好的轨迹跟踪性能和稳态精度。最后,以两点悬浮模块为研究对象,考虑悬浮点之间的机械耦合,建立了两点磁悬浮系统的数学模型。基于该模型,设计出两点悬浮控制系统的鲁棒自适应协同控制方法。在基底协同控制律中,引入势垒Lyapunov函数以实现对悬浮装置的输出受限;设计浸入和不变自适应律对系统中参数化不确定进行估计和设计干扰观测器对外部干扰进行观测,并将两者综合到输出受限的协同控制律中获得更加满意的控制性能。理论分析和数值仿真结果均表明,该控制律使系统实现良好的协同控制性能,同时确保输出受限的实现。图23幅,表6个,参考文献61篇。