磁悬浮轴承是利用磁场力将转子悬浮于空间,使转子和定子之间没有任何机械接触的一种新型高性能轴承。它的研究工作涉及到电磁理论、自动控制理论、机械设计、转子动力学、数字信号处理及计算机科学等众多知识领域。本文从实际的角度对磁悬浮轴承控制系统进行了研究设计,主要工作如下:首先,分析了磁轴承系统的结构和工作原理,建立了具有实际意义的单自由度转子的传递函数模型,并在此基础上建立了磁悬浮轴承径向四自由度数学模型。其次,详细介绍了主动磁轴承系统关键部件的组成和设计,进一步优化并建立了以TMS320LF2407A型DSP为核心的磁轴承系统实验平台,并且组建了以PC机端的独立的监控调试系统,用以实时分析和了解磁轴承系统的运行状况。再次,从实时性和可扩展性的角度,在软件上引入了嵌入式实时操作系统(μC/OS-II),并完成了其在TMS320LF2407A型DSP上的代码移植,并且编写了控制软件框架,提出了基于任务的模块化的程序结构。最后,在所建立的磁轴承系统实验平台上以非线性PID算法为例,实现了磁轴承系统的两端稳定悬浮。通过实验数据的采集、分析和研究,验证了之前建立的软硬件环境的可行性,为将来进一步研究分析磁轴承系统打下了坚实的基础。