磁浮列车的悬浮系统存在强非线性和模型不确定性,传统的控制算法大都依赖于精确的对象模型,它们在抑制磁悬浮系统某些参数摄动和某些外部干扰方面表现出的能力有限。尤其当常导高速磁浮列车的某一悬浮点出现故障时,机械耦合作用会导致其相邻点承受很大的突变负载,这就要求控制器具有很强的抗干扰能力。因此,研究既能克服大扰动又不依赖于系统模型的悬浮控制方法是十分有意义的。自抗扰控制(ADRC)是一种基于扰动的控制方法,不依赖于被控对象模型,在未知强非线性和不确定强扰动作用下都能保证控制精度。目前ADRC技术主要包括跟踪-微分器(TD)、扩张状态观测器(ESO)和非线性反馈(NLSEF)等环节。本文基于这一控制技术,以单点悬浮系统为对象,设计了非线性PID和双环自抗扰控制方法,并给出了参数整定的一些规律。仿真结果表明,两种控制方法都具有快速性好、无超调的优点,但后者对系统外部的大扰动和内部结构参数的大摄动表现出更强的鲁棒性和适应性。另外,引入模型补偿后,双环自抗扰控制方法的抗扰动能力也有所增强。ADRC的非线性配置和ESO的扩张状态估计与补偿都给系统闭环稳定性分析带来很大困难,理论上也并未成熟。于是本文在简化ADRC结构的基础上,以电流环为例,对其一阶ADRC进行了闭环稳定性分析。ADRC广泛采用非线性配置,是因为非线性结构比线性结构具有更强的抗扰动能力和更好的收敛性,从而以TD和ESO为基础,并引入一种新型TD,展开了滤波与微分功能的仿真对比研究,为通过间隙微分获取阻尼提供了参考。本文最后介绍了所研制的悬浮控制硬件平台,编写了相关程序,并进行了自抗扰控制技术的有关实验。实验结果表明,TD在安排过渡过程、对间隙和加速度进行滤波、提取间隙微分等方面都有良好的效果,同时自抗扰控制器可以实现列车单点的稳定悬浮。