主动式磁悬浮轴承具有无接触、无摩擦、无需润滑、能进行主动控制等优势,具有广阔的应用前景。电磁执行器作为实现悬浮力的关键部件,其性能极大地影响了主动式磁轴承系统的悬浮性能。本文以获取良好的执行器性能,实现线圈电流稳定快速跟踪参考信号为控制目标,重点研究主动式磁悬浮轴承开关功放控制方法,并进行仿真和实验验证。针对基于经典电磁铁线性模型的叠片式磁轴承开关功放,本文着重研究了单周期控制策略,提出了改进的单周期控制方法。分析了单相全桥的九种工作模态,在此基础上优化了开关逻辑,建立了更精确的占空比数学模型,并改进了充放电周期的判断准则。改进后的单周期方法具有更均衡的开关管动作次数,有利于提高功率器件的利用率和使用寿命,同时提高了控制精度,减小了实际电流的失真。并且,通过仿真和实验均验证了改进型单周期控制方法能够取得良好的控制效果。部分应用场合中气隙磁密受转子位移影响不能忽略,并且可能存在铁心磁饱和等现象,针对这类需要考虑电感变化的叠片式磁轴承开关功放,本文对自适应控制策略进行了研究。对等效电感的概念进行阐释,并分析了采用定参数控制可能存在的欠补偿或过补偿现象,及其对开关功放性能的影响。提出了自适应控制方法,能够在线辨识等效电感值,并据此调节控制器参数,从而提高开关功放的性能。通过仿真和实验,验证了理论推导的正确性和自适应控制策略的有效性。针对实心结构磁轴承,例如绝大部分轴向磁轴承,本文研究了电磁铁的建模与开关功放控制器的设计。利用磁路法对考虑涡流效应的实心结构磁轴承进行初步建模分析,说明了动态磁阻的存在会导致系统呈现分数阶特性。由于磁路法模型与实际系统仍然存在差距,因此对分数阶系统辨识方法进行研究,并根据实验扫频数据,辨识出了与实验结果相吻合的传递函数模型。根据辨识模型,分别设计了整数阶PI控制器和分数阶PIλ控制器,并分析控制器参数对控制效果的影响。最后,通过仿真和实验,对基于辨识模型和理论模型分别设计的控制器效果进行对比,验证了实心结构电磁铁准确建模的必要性和控制器设计的有效性。