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与有传感器的主动电磁轴承相比，自传感主动电磁轴承在硬件成本、系统集成度和可靠性等方面具有显著优势，在进一步提高工业界对主动电磁轴承技术的接受度，以及继续探索主动电磁轴承的技术潜力和应用前景等方面具有重要意义，因而成为近些年来主动电磁轴承研究领域的一项重要任务。 本文以四自由度径向自传感主动电磁轴承系统为研究对象，以自传感主动电磁轴承技术中最关键的转子径向位移估计为核心，通过理论建模、仿真分析和实验验证等手段，研究了虚拟位移传感器的实现机理、实施方案及性能改进方案，重点研究了基于电流谐波幅值解调的自传感径向主动电磁轴承技术和干扰抑制策略。论文的主要研究内容和创新点如下: 1.针对八极径向主动电磁轴承，建立了其等效磁路网络模型、单自由度差动电感模型，铁芯材料的磁饱和模型以及考虑涡流的铁芯等效磁阻模型，讨论了相邻磁极间磁耦合、铁芯磁饱和与铁芯涡流对主动电磁轴承磁极电感特性的影响，分析了这些因素对电感模型精度的影响。 2.讨论了利用开关功率放大器输出电流纹波特性实现转子位移自传感估计的基本原理，建立了一种基于功放输出电流纹波特性的自传感主动电磁轴承的通用模型，并进一步针对滞环比较型、采样保持型、三角波比较法PWM型（包括两电平PWM型和三电平PWM型）三种调制策略的电流型开关功率放大器，分析了其输出电流纹波的时域、频域特性，研究了基于电流纹波特性的几种自传感的方案，讨论了不同方案的优缺点和性能指标。 3.结合两电平PWM型电流型开关功放的开关谐波分量频域模型，给出了基于电流谐波解调的虚拟位移传感器的实现机理和实施方案;分析了铁芯涡流和磁饱和对虚拟位移传感器输出的影响，并提出了补偿方案;通过仿真和实验对所设计的虚拟位移传感器的性能进行了验证。 4.利用绝对值的傅里叶级数和雅可比-安格尔恒等式等数学工具，分别建立了静态和动态线圈电流下，虚拟位移传感器各环节的频域解析模型，讨论了动态线圈电流下虚拟位移传感器的灵敏度和自传感动态误差问题，明确了主要系统参数与灵敏度和自传感动态误差的解析关系，为虚拟位移传感器性能的改善和更好的设计自传感主动电磁轴承提供了理论基础。 5.针对自传感主动径向电磁轴承-转子系统中的不平衡力、虚拟位移传感器输出跳动和动态控制电流等多频时变干扰导致的自传感误差，建立了一种统一的等效干扰模型，提出了一种具有良好的收敛速度和抗噪声性能的多频干扰实时辨识和抑制策略，实现了四自由度径向自传感主动电磁轴承-刚性转子平台在0～6000rpm全转速范围内的稳定运行。