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无刷直流电机(简称BLDCM)具有体积小、调速性能好、输出效率高等优点,因此广泛应用于电动车、航空航天等领域。无刷直流电机通常采用传感器检测转子位置,在某些如高温、振动、强腐蚀等特殊环境下,位置传感器的准确性和可靠性大大降低。采用反电势过零检测法的无位置传感器控制方式,在减小电机体积、降低生产成本的同时,转子位置信号也更加稳定,增强其可靠性和环境适应性。因此本课题对于较差环境下无刷直流电机的控制具有重要意义。文章根据无刷直流电机运行原理,建立其数学模型。速度闭环采用模糊PI控制,电流闭环采用传统PI控制,实现双闭环控制。电机的启动采用“三段式”启动法,在Matlab/Simulink中构建控制系统模型并仿真,得到良好的控制效果。在进行系统方案设计仿真验证的基础上,以数字信号处理器dsPIC为控制系统的核心,对无刷直流电机无位置传感器控制系统进行硬件和软件的设计。硬件电路主要包括反电势检测电路、电流采样电路、隔离驱动电路和电源电路等,并进行电路板的设计和焊接。以模块化的设计思想在MPLAB开发环境下采用C语言进行各个模块的程序设计。搭建无刷直流电机控制系统实验平台,通过LabVIEW在上位机界面查看电机转速的变化,监测其运行状况。经过参数的修改和程序的优化,在转速突变和突加负载的情况下分别对传统PI控制和模糊PI控制进行了实验与对比,结果表明,无刷直流电机无位置传感器模糊PI控制系统响应速度快、控制精度高、抗干扰能力强,具有良好的动态性能和静态性能,能够实现快速启动、转速调节和速度给定等功能,验证了设计方案的合理性。本控制系统针对高精度应用场合和工作环境较差等领域有着较高的应用价值。