磁悬浮技术由于不存在直接的机械接触,与其他技术相比具有无摩擦、无需润滑、功耗低、清洁无污染等优点。经过几十年的发展,磁悬浮技术作为一种高新技术日趋成熟,其在交通、工业和航空等领域有着广泛的应用前景。磁悬浮球系统作为磁悬浮技术的研究对象,由于本身的非线性、不稳定性,使得传统控制难以达到很好的控制效果。在国内外研究的基础上,寻找更好的控制磁悬浮球系统性能的方法具有很好的研究价值。本文首先介绍了磁悬浮系统的背景意义及控制现状,通过了解磁悬浮球系统的组成结构及其工作原理,建立了磁悬浮球系统的线性化数学模型。根据数学模型,设计了磁悬浮球系统的常规模糊控制器,并进行了仿真。然后针对常规模糊控制存在稳态误差等问题,提出了一种基于MATLAB/Signal Constraint工具箱优化模糊控制的方法。通过Signal Constraint工具箱自动优化模糊隶属函数来减小稳态误差,通过仿真实验验证了该算法的有效性和优越性。接着针对Signal Constraint工具箱优化模糊控制存在抖动的问题,提出了一种基于粒子群优化模糊控制的方法。通过粒子群优化算法自调整优化模糊控制器的量化因子和比例因子来减缓抖动。仿真实验表明基于粒子群优化的磁悬浮球模糊控制系统具有较好的动态性能和稳态性能。最后,利用QuaRC磁悬浮球系统半实物仿真装置,将设计出来的模糊控制器,在磁悬浮球实验装置上进行实时控制实验,验证了该控制器的有效性和科学性。