1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

磁悬浮飞轮滑模变结构研究

一、课题研究背景及意义

磁悬浮飞轮是采用磁轴承作为支撑的，这使飞轮具备了无接触、无摩擦、能耗低、高精度、长寿命、无油污染、可实现超高转速等一系列的优良特性。所以说，磁悬浮飞轮特别适用于高速、真空、超净等特殊环境[1-2]。它被广泛应用在航空航天、真空技术、转子动力学等高科技领域，对于人类走出地球有着十分重要的作用，被公认为最有前途的新型轴承。随着现代工业的发展，对于旋转机械提出的性能要求也变的越来越苛刻，过去常用的滚珠轴承因为轴与轴承之间存在机械接触在一些需要高精度作业的设备上变得不再适用[3]。比如在能源化工机械中，要求转子的旋转速度个精度越来越高、转子和定子之间的间隙越小越好以追求更高的效率；而对于一些需要在极端环境下工作的旋转机械来说，除了其自身需要承受严酷的环境的考验之外，它的可靠性、可控性、安全性对于每一位操作人员的生命安全保障十分重要。所以说，磁悬浮飞轮比较过去的一些相同装置，不仅仅是使转子系统省去了复杂的润滑装置，而且使磁轴承的优越性得到了充分的发挥。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

随着人类社会的不断发展，人们对能源的消费需求连年大幅度的增加，造成能源的供不应求，因此煤、石油、天然气等重要资源的价格不断升高，能源可持续性供应己成为社会发展的保障因素，因而成为全世界各国政府重点研究的议题。中国作为能源消耗大户，能源的短缺和环境的污染已经成为制止中国经济的进一步发展的瓶颈。然而，飞轮储能以其比能量高、比功率大、体积小、充电快(以分钟计，而化学储能以小时计)、寿命长、无任何废气废料污染等特点，引起世界各国的重视。 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，设计滑模控制器并进行仿真分析。

具体内容如下：

1. 了解磁悬浮飞轮的基本结构与工作原理；