由于飞轮储能系统的充电工作模式以及放电工作模式均是通过飞轮电机来实现的,所以整个系统的核心是电机控制。本文根据储能飞轮的设计指标确定了永磁无刷直流电机作为飞轮电机,对飞轮储能系统的充放电过程进行了较为详尽的数学推导分析,给出了飞轮储能系统电机驱动的主电路拓扑图,利用Matlab/Simulink建立了无刷直流电机仿真模型,并对充电模式和放电模式进行了仿真分析。在飞轮储能系统运行过程中,飞轮质量的变化将对整个系统的稳定性产生扰动影响,为了保证系统的稳定平衡,从电机控制角度进行了分析研究,针对传统PID参数整定过程繁琐且不易实现最优整定,不能满足控制系统快速、无超调等高性能控制要求,文中对飞轮电机控制系统的智能参数整定方法展开了研究,详细阐述了基于改进PSO算法的控制器参数优化方法,并将该算法应用于无刷直流电机双闭环控制系统中的转速环控制器内,利用Matlab/Simulink搭建了仿真模型,通过仿真结果表明了采用该智能参数整定方法的无刷直流电机具有较好的动静态性能和鲁棒性。最后设计完成了一个基于TMS320F2808最小系统的硬件控制电路,通过实验结果表明了该硬件控制电路能够满足系统高性能的控制要求,验证了控制方案的实用有效性。