随着现代制造业向高精尖方向发展,在精密制造领域如微加工、IC制造、光学器件加工等行业中,制造设备中定位平台的定位分辨率直接决定着加工产品的精度等级,磁悬浮定位平台以其无机械摩擦、多自由度运动、能够实现真空中运行等优势,在精密制造等工业领域具有非常好的应用前景。本文针对一种动磁式磁悬浮转台开展研究,研究了磁悬浮转台的磁场模型、电磁力模型、运动控制策略,制作了一台磁悬浮样机并搭建硬件系统实现了磁悬浮转台的静力测试和运动控制实验验证。具体研究内容包括:首先,提出了一种基于二维谐波法的圆周型HALBACH磁阵列的磁场模型。根据圆周型磁阵列空间实际分布的物理模型推导得到磁化矢量,再由麦克斯韦理论推导得到磁通密度分布的解析表达式。其次,根据推导得到的磁通密度表达式,利用洛伦兹积分求解磁悬浮执行器所受的磁力和力矩,并通过高斯求积法进行电磁力的数值计算。所提出的磁悬浮转台磁力建模方法为磁悬浮转台控制器设计的动力学分析过程和磁悬浮转台的结构优化设计过程提供了更精确的电磁力模型。再次,提出了一种基于非线性干扰观测器的分数阶滑模运动控制策略用于磁悬浮转台运动控制。根据磁悬浮转台电磁力模型完成动力学分析,构建了系统连续域和离散域的状态方程。针对磁悬浮系统具有强耦合性、多输入多输出、非线性的特点,设计了一种分数阶比例微分积分型滑模面,并在离散域设计了一种有限时间收敛的非线性滑模控制律,采用非线性干扰观测器补偿系统集总不确定性。所提出的分数阶滑模运动控制策略提升了磁悬浮转台的多自由度轨迹跟踪能力,取得了较好的运动控制效果。最后,基于磁悬浮转台的软硬件设计过程制作了一台样机用于系统验证,并设计了系统运行过程的人机交互控制界面。采用边界元软件Radia TM进行电磁仿真,并开展平台静力测试实验,所实现的磁场建模方法将磁阵列径向边缘磁场的最大计算误差从104.19%降低到3.29%,磁力建模方法将磁力和力矩的计算精度分别提高了60.74%和84.39%。根据实现的磁悬浮转台闭环运动控制方案,开展系统运动控制实验,所实现的分数阶滑模控制策略在系统的六自由度轨迹跟踪运动控制和磁悬浮转台解耦运动控制上取得了较好的效果,并保证了系统在快速工作环境下的工作性能。通过模拟定位平台在实际应用场景下可能的不确定性扰动开展实验,验证了所实现的控制策略同样具有较好的抗扰特性,为磁悬浮转台的应用控制提供可行性支持。本文所研究的磁悬浮转台软硬件设计过程为磁悬浮定位平台的工业应用提供了一种理论和实验的解决方案。