本文主要针对目前已经实现了商业化运营的常导磁悬浮系统中存在的电磁铁发热、铁芯易饱和等缺陷,结合近年来二代高温超导材料钇钡铜氧(YBCO)的制备工艺和应用水平不断提升的趋势,采用了高温超导电磁悬浮的方案。本文进行了悬浮电磁铁的结构设计与仿真验证;研究了高温超导悬浮系统的交流损耗问题,并进行了仿真与实验测试;推导并简化了交流损耗最小化的性能指标,并求解出此时的最优控制器。对于临界磁场的测量采用了一种简化的线测量方法,对设计的高温超导悬浮电磁铁的临界电流进行了仿真,并结合超导材料的临界电流特征曲线,得出结论:首先,基于YBCO超导线圈的高温超导悬浮方案能够提供足够大的悬浮力,同时,在77K条件下,本文设计的超导线圈的临界电流约为120A,考虑稳定裕量20%,线圈工作电流不应超过96A,而工程实践中,悬浮电流一般不会超过60A,所以认为该超导线圈可以满足临界电流的约束条件。当超导悬浮系统处于稳定工作的状态时,其激励电流是特殊的交直流形式,即在一个稳态直流分量上叠加一个动态变化的交流分量,而与之相关的交流损耗研究并不多见。本文通过对稳态下YBCO带材与线圈的交流损耗进行仿真与实验测量,得出结论:YBCO带材与线圈的交流损耗均与给定电流的频率和交流分量呈正相关关系,而与直流分量呈波动关系,其中在直流分量为30A时交流损耗达到局部极大,从而,如果将直流分量提高到50A附近,交流损耗将大幅下降,同时使得材料的需求大幅下降,无论从减少材料使用还是降低系统能耗方面,都将极大的降低系统成本。通过对高温超导悬浮系统建模与线性化,提出了高温超导悬浮电流的约束条件,并且给出交流损耗指标与给定电流直流成分,交流成分和频率的定量关系,进而提出了基于高温超导悬浮系统模型的交流损耗最优化的性能指标,并据此采用线性二次型最优控制算法,求解出了最优控制器,最后通过仿真验证了其稳定性及动态特性,能够满足悬浮系统的要求,证实了控制算法的可行性。综上研究结论,本文认为所提出的高温超导悬浮方案有一定可行性,有必要在未来搭建出一套完整的实验平台进一步实验验证。