1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

一.课题研究背景及意义

在全球能源短缺的情况下，在目前的耗能设备和耗能方式的前提之下，全世界总能量的50%-70%被白白地浪费掉[1]。因此，当下的重要研究方向是在开发新能源的同时，研究如何回收存储被浪费的能源。当下的储能方式主要有化学储能、物理储能和超导储能[2]。长期以来，电能的储存一般采用的是化学蓄电池，化学储能技术比较成熟，并且已得到广泛的应用，但它使用寿命短受外界影响显著，对环境污染严重；超导储能对技术要求高，对环境要求苛刻，暂时还不适合大规模应用。物理储能是应用物理方法将能量存储起来，不存在对环境的污染问题，因此比较适合当今的发展要求。由于超导电磁能量储存技术尚不成熟，不能被广泛的应用[3]。而飞轮储能已经是较成熟的技术，且其具有使用寿命长、功率密度和储能密度高、基本上不受充放电次数的限制、安装维护方便、对环境无危害等优点，这些都是化学蓄电池无可比拟的优越性。物理储能方式主要有抽水储能、压缩空气储能和飞轮储能。在这几种物理储能方式中，飞轮储能以其在使用寿命、充电时间、效率方面的突出特点得到广泛的关注[4]。本课题以此为背景，研究磁悬浮飞轮交叉反馈控制。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

从飞轮储能原理可知，飞轮转速越高其储存的能量就越多，然而随着飞轮转速的升高，飞轮在离心力作用下其内部所受应力不断增大，受材料许用应力的限制飞轮转速不可能无限制的增加。为了保证飞轮能够安全可靠地运行，在选择飞轮材料时必须进行应力计算。制作飞轮的材料的强度决定了飞轮电池储能密度，在材料满足条件的前提下还要考虑飞轮的制作工艺。

该题目的重点是通过查阅并广泛阅读大量中外文献资料了解磁悬浮飞轮的基本结构和工作原理，以及磁悬浮飞轮系统控制的研究现状和发展趋势。难点是建立磁悬浮飞轮的数学模型，设计交叉反馈控制器并进行仿真分析。

具体内容如下：