一种机械飞轮高精度控制装置，由主处理器DSP模块、协处理器FPGA模块、CAN通信接口、MOSFET三相全桥逆变器、无刷直流电机本体、直流降压斩波器、信号调理及AD采样电路和RC低通滤波器构成。其中主处理器DSP模块主要完成机械飞轮无刷直流电机的四象限运行控制、先进控制算法的计算以及与星务计算机之间的实时CAN通信功能；协处理器FPGA模块主要完成AD采样控制、根据霍尔信号和逻辑换相表产生正反转的换相信号以及对控制量进行脉宽调制。本发明以主处理器DSP和协处理器FPGA为控制核心，具备较强的运算能力和较高的通信速度，实现了与星务计算机之间的实时通信，而基于RBF神经网络的免疫PID控制器设计则实现了机械飞轮的高精度力矩输出，提高了机械飞轮的控制精度。