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1.2 磁悬浮轴承的分类与特征比较

磁悬浮轴承作为一类通过可控电磁力实现转子无接触悬浮的支承部件，其技术体系呈现多样化的特征。根据其工作原理、力产生机制及系统构成的不同，可进行多维度分类。科学合理的分类与清晰的特性比较，是进行轴承选型、系统设计与应用研究的基础。本节将系统阐述磁悬浮轴承的主要分类方式，并从电磁结构、控制特性、性能参数及工程适用性等多个层面对各类轴承进行深入比较与分析。

1.2.1 按工作原理与系统构成分类

根据是否需要外部提供主动控制信号以维持稳定悬浮，磁悬浮轴承可分为主动磁轴承、被动磁轴承及混合磁轴承三大类。这是最核心、最具工程意义的分类方式。

1.2.1.1 主动磁轴承

主动磁轴承是一种典型的“传感器-控制器-执行器”闭环控制系统。其稳定性完全依赖于外部主动控制。如图1所示，系统主要包括：

1. 电磁执行器（电磁铁）：产生可控电磁力的部件。
2. 位移/间隙传感器：实时检测转子相对于期望位置的偏移。
3. 控制器：根据传感器信号与期望值的偏差，依据特定控制算法（如PID、H∞H_\inftyH∞​）计算控制量。
4. 功率放大器：将控制器输出的控制信号放大，驱动电磁铁线圈产生相应的控制电流。

当转子因扰动偏离平衡位置时，传感器检测到位移信号xxx，控制器计算出所需的控制电流ici_cic​，功率放大器驱动电磁铁产生一个与位移方向相反的恢复力FFF，将转子拉回平衡点。对于常见的差动电磁铁结构，在平衡点附近线性化后的电磁力近似为：
F=kiic+kxxF = k_i i_c + k_x xF=