无轴承异步电机（Bearingless Induction Motor,BIM）具有结构简单、无磨损、成本低、高速度以及可靠性高等优点,适用于洁净、超高速、腐蚀等极端恶劣的环境中,在生命科学、半导体工业、化工工业等领域中有着广阔的应用前景,是一种非常具有研究价值的无轴承电机。本文得到国家自然科学基金（51875261）、江苏省杰出青年基金项目（BK20180046）与江苏省优秀青年基金项目（BK20170071）的支持,为了攻克BIM在实际运用中的技术难题,主要开展对其运行原理、数学模型、有限元模型、直接转矩和悬浮力控制、自抗扰控制、磁链非线性建模以及数字控制系统与实验等相关的研究,主要的内容可以总结如下:1、概述了BIM研究背景与概况、应用前景、关键问题以及发展趋势。接着介绍BIM的运行原理,分析了径向悬浮力的产生过程,并在此基础上了推导了数学模型,并提出了一种改善BIM性能的结构,在定子槽口中嵌入磁性槽楔,对其进行有限元分析,并验证了方案的可行性。2、针对BIM悬浮力精确控制问题,将直接转矩控制（Direct Torque Control,DTC）的思想运用到BIM悬浮力控制中,提出了基于空间电压脉宽矢量调制（Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM）的直接悬浮力控制（Direct Suspension Force Control,DSFC）方法。在此基础上,针对BIM不确定干扰以及动态性能等问题,运用自抗扰控制器（Active Disturbance Rejection Controller,ADRC）的理论,推导出BIM悬浮力和转矩模块控制器数学模型,并验证了其有效性。3、针对BIM磁场分布复杂、磁链非线性化严重问题,提出了一种基于改进粒子群优化算法（Modified Particle Swarm Optimization,MPSO）和最小二乘支持向量机（Least Squares Support Vector Machine,LSSVM）的新型回归方法,采用MPSO算法来优化LSSVM的正则化参数和核参数,建立了转子位置角度φ、转矩绕组电流i₁、悬浮绕组电流i₂和转子偏心距离d₀与磁链之间的非线性模型,然后经过仿真验证了该方法构造的磁链非线性模型精度高,方案具有有效性。4、选用型号TMS320F2812的DSP为核心构造了BIM数字控制系统,对电机的悬浮以及转矩模块进行了抗干扰的实验研究,实验结果表明该BIM数字控制系统可以实现电机的稳定运行,有效抑制了干扰,具有很强的抗干扰性能,并且提高了响应速度。