磁悬浮技术的实际应用领域极为广泛.磁浮球系统采用的是电磁悬浮系统,目前电磁悬浮系统仍然存在难以可靠地控制悬浮体的受力平衡,悬浮体的结构及其参数不够合理,抗干扰能力较差等诸多问题.因此无论从理论还是从应用的角度,对磁悬浮系统的研究都具有现实意义.本文主要针对磁浮球系统的磁场进行了有限元分析,对悬浮体结构参数进行了比较计算,并分析比较了控制系统的设计方案同时进行了仿真.首先介绍了磁悬浮技术的发展概况,分类和特点以及磁浮球系统研究的意义.同时对磁浮球系统中存在的主要技术难题进行了归纳.论文从理论分析入手,论述了磁浮球系统磁场的有限元分析方法,建立了有限元方程.在此基础上,应用二维磁场有限元软件,从悬浮体结构参数设计的角度出发,在悬浮气隙一定时,以悬浮体的直径、厚度、重量和吸引电流之间的关系等几个方面进行了计算,比较和分析.在悬浮体重量一定时,给出了悬浮气隙、电感和吸引电流之间的关系曲线.在分析磁浮球系统工作原理的基础上,建立了系统模型,并对系统进行了频域分析.分析了不同校正方法对系统特性的影响并进行了MATLAB仿真加以证明,得到PD和PID两种控制器可以把系统校正成稳定的结论.给出了PD控制器标准和改进两种形式的设计,在仿真实验的基础上对结果进行了分析和比较.本文最后还介绍了磁浮球系统实验装置的构成和设计,并对磁浮球系统的进一步研究工作提出了展望.