无轴承永磁薄片电机(Bearingless Permanent Magnetic Slice Motor,BPMSM)是一种结合了永磁电机、磁轴承和薄片转子特点,可实现五自由度悬浮的新型无轴承电机。BPMSM具有效率高、无摩擦磨损、易维护等优点,在生命科学、化学化工、能源储输等领域有广阔的发展前景。BPMSM的直接控制存在转矩和悬浮力脉动大的问题,且受扰动后转子的悬浮姿态会发生突变,甚至造成定转子碰撞,严重影响了BPMSM运行的稳定性。本文针对上述问题提出连续集模型预测控制(Continuous Control Set-Model Predictive Control,CCS-MPC)策略和基于自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)的扰动抑制策略,实现基于自抗扰的BPMSM连续集预测转矩控制和预测悬浮力控制。本文在国家自然科学基金(61973144)和江苏省重点研发计划项目(BE2016150)的支持下,围绕一台4 kW的BPMSM,就电机工作原理、数学模型、连续集预测控制策略、薄片转子扰动抑制以及样机数字控制系统实现等方面展开研究,论文主要内容概括如下:1.介绍了BPMSM的研究背景,分析了无轴承电机的研究概况、BPMSM的国内外研究现状和应用领域以及预测控制和扰动抑制策略的发展概况。在分析BPMSM的基本结构和悬浮原理后,通过讨论转子所受到的两种性质的力,从而推导出BPMSM数学模型,并构建了BPMSM直接控制系统,最后进行了仿真验证。2.针对BPMSM直接控制系统存在转矩和悬浮力脉动大的问题,本文在BPMSM直接控制系统中运用连续集模型预测控制算法,并结合实际情况设置边界条件以及延迟时间补偿策略优化控制算法,最终建立起连续集预测直接控制系统,有效降低了电机运行时的转矩和悬浮力脉动。3.针对BPMSM因长时间运行导致模型参数变化、负载变化等最终对转子产生扰动的问题,提出采用自抗扰控制用于抑制转子扰动。通过分别在转矩部分的转速调节模块和悬浮部分的位移调节模块使用ADRC代替PID,增强系统的扰动抑制能力。4.构建以DSP为核心的BPMSM数字控制系统,分别设计了控制系统的硬件和软件部分并完成调试。为了便于实时监控和修改实验参数,还搭建了基于LabVIEW的可视化上位机界面,然后基于本文提出的控制策略进行静态和动态实验研究,实验结果证实了本文所提复合控制策略的有效性。