中低速磁浮列车具有爬坡能力强、转弯半径小、噪音小、安全舒适、建造维修成本低等优势,我国城市轨道交通建设正在兴起一股磁浮热潮。悬浮控制器是磁浮列车的核心技术之一,悬浮系统的可靠稳定依赖于气隙传感器的可靠性。目前普遍采用三个气隙传感器冗余设计以提高悬浮的可靠性和解决过轨道接缝的问题,因此也带来成本高的问题。本文研究无气隙传感器的悬浮控制器,探索采用电磁铁电感量检测来间接辨识悬浮气隙的技术,实现低成本和高可靠性。论文主要开展如下研究:单电磁铁的控制研究。建立了单电磁铁悬浮系统动态数学模型;采用气隙外环电流内环的控制方案设计悬浮控制器,分析悬浮斩波器工作原理,设计了电流环补偿网络,能实现对电流指令的快速跟随;分别基于平衡点线性化和精确线性化方法设计气隙环,仿真证明精确线性化方法具有对外界扰动力不敏感的优点。气隙辨识方案研究。提出了通过检测电感电流变化率估算电磁铁电感量,从而间接得到气隙的研究思路。利用有限元分析了电感量和气隙关系曲线;基于Simulink仿真,分析了气隙辨识和横向偏移工况时的系统响应,证明了气隙辨识方案的可行性;结合中低速磁浮列车电磁铁的实际参数,讨论电感辨识的具体实现,设计减法去基值和高倍数放大电路提取电流脉动以估算电感量,解决了电流微小脉动的提取难题。悬浮控制器的设计与实验。设计了以ARM+FPGA为核心的悬浮控制器,包括信号调理、数字滤波、悬浮控制、气隙辨识等模块;在同济大学中低速磁浮基地悬浮转向架上,开展单电磁铁悬浮测试,进行了悬浮控制和气隙辨识实验,实现了单电磁铁悬浮系统的稳定悬浮及电感量和气隙辨识,辨识精度在±5%以内,测得了气隙和电感量关系曲线。通过本论文的研究,无气隙传感器的悬浮控制器能够较精确辨识出悬浮气隙,用于悬浮控制,有望实现工程化。