高温超导磁悬浮系统采用制冷系统冷却超导体,具有无需外部控制而可实现自稳定悬浮、节能、环保等优点,具有巨大的潜力成为一种新的轨道交通模式。制冷系统是高温超导磁悬浮系统的关键,研究不同制冷模式下高温超导磁悬浮系统的悬浮性能是高温超导磁悬浮列车在工程化应用中的关键问题。本文围绕该关键问题,采用斯特林制冷机搭建低温磁悬浮特性测试平台。使用该平台,研究了模拟车载排列方式的超导块材组合在制冷机冷却下不同温度的悬浮特性。并采用COMSOL Multiphysics结合J_c-T关系和洛伦兹力公式仿真了不同温度下超导块材组合的悬浮力,对比仿真与实验结果,该模型在低于液氮温度时具有较高的精度与稳定性,可使用该模型仿真研究实验条件难以达到的温度下悬浮系统的悬浮力,为工程化应用提供参考数据。首先,采用斯特林制冷机搭建了低温恒温容器平台,该容器平台具有很好的真空度与绝热性能,当系统温度降到50 K时,系统漏热仅占制冷功率的14.6%。基于低温恒温容器平台,结合温度传感器与温度控制器,搭建低温测试平台。该装置能够对温度进行准确的监测与控制,可将超导块材组合的温度控制在50 K至90 K之间,并使温差小于0.1 K,保证实验的精度。随后,基于低温测试平台搭建了低温磁悬浮特性测试平台,使用平台实验研究了50 K至90 K条件下YBCO超导块材悬浮单元的悬浮力及其磁滞。实验发现:不同工况下,悬浮单元的悬浮力随着制冷机温度的下降而明显增大,50 K时的悬浮力相对于接近液氮温度80 K的悬浮力提升比例在32%-38%之间。结合不同温度和场冷高度下最大悬浮力所构成的曲线和悬浮力磁滞环面积曲线的斜率可知:场冷高度为30 mm时,降低温度对悬浮力及其磁滞改善最明显;超导块材温度为60 K时,增大场冷高度对悬浮力及其磁滞的改善更明显。未来超导磁悬浮系统工程化应用中,在考虑制冷系统成本情况下,建议将超导悬浮单元的温度控制在60 K,场冷高度控制在30 mm附近。最后,采用多物理场耦合软件COMSOL Multiphysics结合超导块材临界电流密度与温度的J_c-T关系和洛伦兹力公式仿真了不同实验温度下超导悬浮单元的悬浮力及其磁滞。对比仿真与实验结果发现:当环境温度低于70 K时,仿真数据与实验数据之间的误差稳定在11%-15%间,验证了由J_c-T关系建立的不同温度下悬浮力的仿真模型具有较好的精度,可应用于实验条件难以达到的更低温度下悬浮系统悬浮力的仿真研究。