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本文以48V, 250W, 3相6极无刷直流电动机作为研究对象,建立了基于单片机的全数字化无位置传感器无刷直流电机控制系统。围绕无位置传感器无刷直流电机控制系统设计中的关键技术——转子位置检测、零起动和调速控制等三个方面进行了深入的研究,并进行了实验验证。本文首先分析了无位置传感器转子位置信息检测各种方法,针对具体的无刷直流电机,确定了在PWM“ON”期间检测反电势过零点实现无刷直流电机无位置传感器的方案。针对反电势法“延迟30°换相”的原理和滤波环节引起的相位滞后采取定时计数方法进行延时处理,该法能对由位置检测电路造成的相位滞后进行实时修正,满足了应用的需求。建立起了相应的硬件检测、软件处理模块。针对实现无刷直流电机采用无转子位置传感器运行时零初始速度起动的问题,综合效果、成本等各方面因素,确定了“三段式”法实现无位置传感器无刷直流电机的零起动的方案。对转子“预定位”阶段的导通顺序、施加驱动电流方式;外同步加速阶段的旋转方向选择、加速驱动波形的确定和自动换向切换阶段的切换条件等问题进行了详细的分析。确定了具体的实施方案,设计了相应的处理软件。为了全面改善无刷直流电机调速系统的动、静态性能,提高系统的稳定性和鲁棒性。本文采用由电流环和速度环构成的双闭环串级调速控制系统。其中,电流环作为内环调节,快速抑制负载电流和电压等扰动,提高系统的抗干扰力;速度环作为外环调节,保持转速与给定无静差,改善系统的稳定性。本文设计了以美国Cypress公司的PSoCTM为控制芯片的电机控制系统。通过实验证明,本无位置传感器无刷直流电机控制系统具有结构简单,适应性强等优点,具有广阔的应用前景。