Trước tiên ta đi tìm hiểu thuộc tính cơ bản của hệ thống AMB với 1 bậc tự do (Degree of Freedom – DOF). Từ đó, việc phân tích và xây dựng một mô hình toán học cho hệ thống nhiều hơn một bậc tự do sẽ dễ dàng hơn. Hình 2.6 mô tả cấu trúc cơ bản của một vòng điều khiển kín cho AMB với các thành phần cần thiết để cấu thành nên một hệ thống AMB theo một phương. Các thành phần và chức năng của chúng sẽ được mô tả sơ bộ như sau:
Hình 2.6: Các phần tử cơ bản trong hệ thống AMB
Hình 2.5: Lực và mô men tác động đến rotor của động cơ và ổ đỡ từ (F+, F-: Lực dọc trục tác dụng lên rotor động cơ; M: Mô men quay trục động cơ; Fx1, Fx2, Fy1, Fy2: Lực hướng tâm tác dụng lên rotor các ổ đỡ từ. Các khả năng tạo nên chuyển dịch của
trục rotor: Tịnh tiến (a) hoặc bị nghiêng (b) theo trục y do nhiễu, tương tự đối với trục x).
Một rotor được treo tự do tại một khoảng cách tiền định x0 so với cơ cấu điện từ. Một cảm biến vị trí không tiếp xúc (thường là kiểu cảm biến dòng điện Eddy hoặc cảm biến điện cảm) sẽ đo độ sai lệch giữa vị trí mong muốn x0 với vị trí thực của rotor
x và cung cấp thông tin này đến bộ điều khiển. Bộ điều khiển duy trì vị trí của rotor tại giá trị mong muốn. Điều này không chỉ làm thỏa mãn sự cân bằng giữa lực hấp dẫn Fm
được tạo ra với mga(tích của trọng lượng rotor với gia tốc trọng trường) tại điểm làm việc tĩnh mà còn nhằm đạt được sự ổn định hóa, chính là chất lượng quan trọng nhất của quá trình điều khiển. Sau cùng, bộ điều khiển sẽ gửi một tín hiệu điều khiển vị trí đến một bộ khuếch đại công suất. Từ bộ khuếch đại công suất này, tín hiệu được chuyển thành dạng dòng điện để đưa đến cuộn dây của cơ cấu điện từ và sau đó, sẽ tạo ra được lực điện từ Fm như mong muốn.
Về cơ bản, luật điều khiển sẽ hoạt động theo cách thức: Khi rotor dịch chuyển đi xuống, cảm biến sẽ cung cấp một tín hiệu chuyển dịch để làm tăng dòng điện điều khiển, lực điện từ gia tăng khi đó sẽ kéo rotor quay trở lại vị trí danh định của nó.
Bộ khuếch đại công suất và cơ cấu điện từ của AMB là các thành phần phụ thuộc chặt chẽ với nhau. Các thuộc tính quan trọng của AMB, chẳng hạn như động lực học của lực phụ thuộc nhiều vào thiết kế của cả bộ khuếch đại công suất và cơ cấu điện từ của AMB, bao gồm dòng điện và điện áp bộ khuếch đại, hình dạng của vòng bi dạng ổ đỡ từ , số vòng dây và điện cảm của cuộn dây.