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本发明公开了一种磁悬浮机器手臂支撑系统及其控制方法，采用内外定子和支撑旋转体的复合结构，在磁悬浮支撑技术作用下，实现了轴向压控和轴向定位两模式下无摩擦定位和轴向基准柔性可调，基于支撑旋转体的两自由度运动方程和两关节机器手臂模型，实时计算两绕组电流稳态基准，结合实测的支撑旋转体两侧压力、轴向位移以及俯仰角度给出电流动态调整值，在线获得两绕组变流参考，采用PI控制器完成电流参考跟踪控制，实现轴向基准调整，采用状态反馈和干扰自适应补偿方法，完成在恒速运行下的旋转定位控制。该发明将有效拓宽机器手臂工作空间，解决传统机器手臂支撑系统无法轴向基准调整以及旋转定位精度不高问题。