磁悬浮系统是一个复杂的非线性系统,尤其是在外界干扰和模型误差等不确定因素的影响下,对其进行稳定的控制难度更大。因此,如果能找到一种好的控制算法,使磁悬浮系统对各种不确定性和外界干扰有更强的鲁棒性能,是非常有必要的。本文主要以磁悬浮轴承系统为研究对象,通过建模为PCHD(Port-Controlled Hamiltonian with Dissipation,PCHD)系统,结合运用基于演算子理论的鲁棒控制方法进行分析和控制研究。基于演算子理论的鲁棒右互质分解是一种实用性较强的新型控制算法,在处理演算子的逆及稳定性和含有不确定性系统的控制等问题时具有很大的优势。本文首先介绍了磁悬浮系统的研究背景和意义,接着引入介绍了演算子理论,基于演算子理论的鲁棒右互质分解方法,基于同构的右互质分解方法,以及鲁棒无源控制方法等。同时无源性控制使研究的问题更能够从物理角度来体现,因其只需要考虑系统的能量变化来进行控制,因而本文结合无源性控制和鲁棒右互质分解方法研究了磁悬浮轴承系统的建模和鲁棒控制问题,具体如下:从系统的能量角度入手,将无源控制理论引入到基于演算子理论的鲁棒右互质分解方法中,提出了一种基于无源理论的鲁棒控制的方法。通过寻求与被控量相关的能量函数与Bezout恒等式之间的关系,设计鲁棒无源控制器使系统达到鲁棒稳定,并通过仿真验证了该方法的有效性。针对磁悬浮轴承系统的鲁棒控制问题,本文主要提出了三种方案。首先,根据磁悬浮轴承系统的线性化模型,给出了一种鲁棒_∞控制器,通过仿真表明了系统良好的稳定性能和鲁棒性能。另外,基于演算子理论又给出了两种设计方案:一是将线性化模型转化成演算子的模型,通过基于演算子理论的鲁棒右互质分解方法对轴承系统系统进行鲁棒控制;二是根据磁悬浮轴承系统的非线性化模型推导得出其PCHD模型,进而进行鲁棒无源控制的方案。