无轴承无刷直流电机除了具有无刷直流电机的优点诸如运行效率高、调速性能好之外还具有磁轴承的优点如无机械摩擦、无需润滑、无污染、寿命长的特点,从而在化学化工、生命科学、能源交通、等高科技领域具有潜在应用前景。无轴承无刷直流电机是个非线性,高阶,多变量的复杂系统,传统PID控制器对其控制不太理想,并且在实际应用中需要控制五个自由度上的运动,而无轴承无刷直流电机自身只能控制径向两个自由度上的运动,基于这个因为本文开展了由无轴承无刷直流电机,径向二自由度主动磁轴承和轴向磁轴承构成的五自由度无轴承无刷直流电机系统电机控制及径向磁轴承研究,包括:无轴承无刷直流电机原理,数学模型,人工神经网络基本原理以及无轴承无刷直流电机BP神经网络。PID控制系统仿真实验研究；设计了一个二自由度主动磁轴承并进行了Matlab和Ansoft分析,最后设计了五自由度无轴承无刷直流电机数字控制系统。具体如下：　　 ⑴介绍了无轴承无刷直流电机的结构和工作原理以及无轴承无刷直流电机数学模型,然后阐述了人工神经网络基本理论；在介绍生物神经元模型的基础上,引入了人工神经元模型以及人工神经网络模型,常用模型的类别,BP神经网络的学习规则和算法,BP算法的缺点与改进。　　 ⑵针对传统PID控制的不足,如要求被控对象可建立精确数学模型等；而无轴承无刷直流电机是个多变量,非线性,高阶的复杂系统,对其研究才起步,难以建立精确的数学模型。为了解决这一矛盾,利用神经网络不需要精确的数学模型,通过对系统特性学习,可以以任意精度逼近任意非线性函数这一特点,将BP神经网络引入到其控制策略之中。本文介绍了BP神经网络的设计原则,并设计了无轴承无刷直流电机神经网络PID控制器,并在Matlab／Simulink中进行了仿真实验,结果表明:转矩响应快速,转速上升很快,超调小,稳态误差小,转子起浮后,很快稳定在中心位置,悬浮稳定。　　 ⑶为了后续实验进行即五自由度无轴承无刷直流电机样机实验研究,设计了一个二自由度主动磁轴承,给出了其结构参数并利用Matlab,Ansoft软件对其耦合,非线性等特性进行了分析,并设计了五自由度无轴承无刷直流电机硬件,软件数字控制系统,这些工作为样机实验研究打下了坚实的基础。