磁悬浮技术是我国交通强国战略的重要组成部分。目前,我国中低速常导磁浮技术逐步成熟化,但悬浮模块的能耗始终居高不下。相比常导磁悬浮技术,永磁电磁混合悬浮技术具备了显著的节能低碳优势。但永磁材料的磁场属于一种非线性静态衰变场,加之实际工程应用中时常面临扰动突变以及设备老化等问题,因而对于混合悬浮系统的抗扰动能力与控制精度要求极高。传统控制算法大多依赖于精准的被控对象或扰动量模型,对复杂环境下的非线性、强外扰、内部参数摄动对象的控制依然是一个极大的挑战。本文以单点永磁电磁混合悬浮球为研究对象,首先,针对混合悬浮球结构物理模型构建问题,从单自由度的简化结构入手,通过机理建模法完善了混合悬浮球系统的数学模型,并对混合悬浮球系统进行开环稳定性分析。其次,针对混合悬浮球系统存在的非线性、高精度与悬浮参数摄动等特点,设计了基于Levant微分器的自抗扰控制算法,并在SIMULINK仿真环境下分析验证了基于Levant微分器的自抗扰控制算法在阶跃响应、动态响应、适应性和鲁棒性等方面的优越性。再次,针对闭环系统的稳定性与跟踪微分器的滤波性能,通过绝对稳定性理论验证了自抗扰控制器的闭环稳定性;对于三种典型跟踪微分器展开了滤波性能研究,并进行等效性分析;通过SIMULINK仿真环境对于典型跟踪微分器与等效线性跟踪微分器进行仿真,验证得到等效跟踪微分器的可行性与对应参数耦合关系。最后,针对控制算法可行性以及性能验证需要,设计并搭建了基于STM32单点混合悬浮球系统实验平台,从静态悬浮与动态性能两个方面进行实物验证。并且在全尺寸单点悬浮实验平台进行PID与ADRC的静态空载悬浮与鲁棒性验证实验,进一步验证了ADRC控制方案的可行性与控制品质优越性。仿真与实验结果表明:本文设计的基于Levant微分器的自抗扰控制算法可实现在超调量较小的情况下具备较快的响应速度、较强的抗扰动能力、较优的适应性以及鲁棒性,为自抗扰控制的推广丰富了应用场景,为未来实现永磁电磁混合悬浮系统的工程应用提供了基础理论依据和算法支撑。