磁悬浮地球仪是一种典型的机电一体化系统,其中的控制器和执行器是磁悬浮控制系统至关重要的环节。因此,本论文以磁悬浮球系统的控制器和执行器为主,对磁悬浮球控制与执行器进行了研究。介绍磁悬浮球系统工作原理、磁路定律和磁场区域产生磁力的动力学模型,然后在与传统的永磁电磁混合悬浮控制方式比较基础上,对系统的控制原理进行了数学描述,据此开发了一套磁悬浮球实验装置。在系统电路设计中,主要介绍了功率放大电路以及磁力控制电路两部分。功率放大电路中,通过对比选取了以IGBT为高频开关元件的方案,由专用的驱动器EXB840来驱动,外加过流检测,过压和过流保护电路构成了系统的功率放大电路。对驱动电路和过压、过流保护电路的要求进行了分析。磁力控制电路中,设计了系统的闭环控制方案。以霍尔传感器作为磁力采集器,LM324运算放大器构成比较放大器,将取样信号与采集信号进行差动放大的结果作为调整电路的输入。调整电路与比较放大电路构成负反馈控制系统,通过负反馈来实现将输出限定于设定的系统稳定工作域内。在此基础上,对系统的控制和功率放大部分进行了调试,分析了实验调试过程,选取了两个不同质量的球体进行实验,将实验与预期结果进行比较,分析了实验与预期结果的差异成因,并针对原设计存在的不足提出了优化方案,最后进行了实验验证。