飞轮电池具有使用寿命长,绿色环保等特点,为了提高比能量,飞轮转子的转速一般非常高,系统的动力学性能比较复杂。为了抑制飞轮转子的振动,本文对磁悬浮轴承的控制策略进行了研究。给出了飞轮电池机械总体设计方案和转子结构设计方案,分析了磁悬浮轴承电控系统各环节的传递函数,利用ANSYS软件建立了飞轮转子系统的有限元模型,并进行了模态分析和谐响应分析;借助MATLAB模糊推理系统设计了模糊自调整PID控制器,利用MATLAB/Simulink和Adams软件完成了控制系统仿真和机电系统联合仿真,对比了不完全微分PID和模糊自调整PID控制策略的控制效果;设计了基于FPGA控制器的硬件电路,包括FPGA芯片的选型、电源电路设计、AD电路设计和FPGA配置电路设计等;利用Quartus II搭建了FPGA控制器研究平台,采用Verilog HDL完成了各功能模块算法的编程,并烧写到FPGA控制器,完成了飞轮电池系统的静态悬浮和高速旋转试验。研究结果表明:与不完全微分PID控制策略相比,采用模糊自调整PID控制策略,能够实现控制参数的在线调整,能够较好地抑制飞轮转子的振动,保证飞轮转子平稳越过临界转速,抗冲击性能好,系统具有更好的动态性能。