本文以航天器姿态控制用调速飞轮的驱动控制为背景，提出了高精度飞轮驱动系统的传感、驱动与控制方法，开发了系统的硬件平台，以FPGA作为系统控制器，通过Verilog编程实现了高精度的飞轮调速控制。　　首先，本文根据飞轮电机的结构及工作原理，建立了飞轮电机的数学模型，同时基于锁相环转速检测原理，针对现有的三状态和十状态鉴频鉴相器，在转速检测过程中无法消除测量过程中产生的高频分量对于系统的影响，提出了一种新型八状态鉴频鉴相器应用于转速检测，这种鉴频鉴相器能够在稳态时完全消除测量过程中所产生的高频分量，通过 Simulink仿真验证，证明了这种转速检测方法具有很好的线性特性。　　针对传统锁相环系统的环路滤波器简单结构下控制性能的不理想性，以改善控制性能并保证控制易于实现，本文应用滑模控制方法，保证了系统的稳定性同时提高了系统的控制响应性能，同时，本文应用SPWM驱动策略进一步抑制由于飞轮电机的转矩波动对控制精度造成的影响，通过 Pspice软件对各种 PWM控制策略进行仿真，验证了SPWM驱动策略的有效性。　　然后，通过 Verilog语言编程实现了新型八状态鉴频鉴相器模块、滑模控制模块和SPWM驱动模块的功能，同时通过Modelsim软件对以上模块进行仿真验证。同时，设计实现了以 FPGA为控制器核心，包括电流斩波控制模块、泵生电压保护模块和过流保护模块构成的硬件实验平台，实现了飞轮控制系统。　　最后，通过硬件实验平台实验，验证了本文提出的新型八状态 PFD以及滑模变结构控制方法，实验证明本文提出的控制方法具有较高的稳速精度和较好的跟踪特性。