随着能源问题日益严重,人们更多地关注到了能源利用率和减少浪费上。飞轮储能技术是一种新型的干净储能方式,越来越受能源界研究人员的重视。飞轮储能系统是一个组合系统,包含机械系统和电控系统,其性能的好坏主要取决于电控系统。本文首先分析了电磁轴承控制系统组成包括电磁轴承本体设计、位移传感器的选择、LABVIEW监控系统组成和功能、控制器组成和功率放大器组成等。然后介绍了电磁轴承控制系统的组成;建立单自由度数学模型,分析差动控制下电磁力变化规律;建立五自由度数学模型,建立状态方程模型,为后续状态空间中的控制做准备。建立电磁轴承控制系统的模型。选择PID控制策略,对标准的PID算法进行改进,产生积分分离的PID和不完全PID控制策略,计算各环节的传递函数,根据劳斯判据找到稳定控制参数的范围,进行控制系统的仿真。分析控制参数对等效刚度和等效阻尼产生的影响。PID控制策略进行优化,由于传统PID控制的线性化范围非常小,通过设计变参数PID控制策略,提高控制性能。进行LABVIEW监控系统的设计。首先介绍监控系统设计的原理和硬件设备,然后设计基于LABVIEW的软件程序设计。控制程序设计首先是依据采样频率和数据采集方式对采集精度的影响设计数据采集模块,然后设计了电机的在线控制,包括监测电机的输入电压、电流、转速等,远程控制电机的启动、停止、转速设置等,转速模块设计包括设计原理和传感器的选择。设计了转子位移信息的采集,设计包括转子位移曲线、幅频特性、相频特性、功率谱、轴心轨迹等,为实时分析转子运动状态提供了方便。数据保存模块,文件数据是以TDMS文件类型保存的,保存数据的精度与采样频率一致。TDMS数据提取与分析,实现了模拟在线动态实验的效果,分析不同时刻转子的动态性能,无需再将文件转换为其他格式用其他软件分析处理。进行电磁轴承控制系统的调试与运行。调试过程包括传感器的标定和数字PID控制参数的整定。通过传感器标定实验分析不同材质对电涡流传感器线圈的电感量和感抗的影响,以及对电涡流传感器输出的线性度和灵敏度的影响。调试主要工作包括静态悬浮实验,磁悬浮系统的模拟调试和系统的动态实验,应用LABVIEW监控系统分析转子固有频率附近的转子动态分析。根据实验结果,证明LABVIEW监控系统能够很好地监控系统动态实验,进行转子运动学分析,变参数控制策略能够得到满意的控制效果。