无刷直流电机(Brushless DC Motor,BLDCM)以寿命长、工作稳定、维护方便等优点,在电器设备、交通工具、航空航天和工业自动化有着广泛的需求。由于在某些恶劣的工作环境中不能使用位置传感器,且无位置传感器可使电机的体积减小、降低机械加工难度和成本,因此BLDCM主要集中在转子无位置传感器的控制策略研究。本文针对其转子初始位置辨识及起动策略、反电势(Back Electromotive Force,back-EMF)过零点检测方法、转子位置误差以及补偿分析、系统软硬件设计等相关问题进行了深入研究。本文主要研究的内容包括以下几个方面:1.无位置传感器起动策略。根据定子铁心饱和法注入不同方向的电压脉冲矢量,再根据响应电流值的大小来判断出转子所在30°电角度范围的初始区间。精确的定位转子位置后,再结合使用一种软件升压升频的方法对BLDCM进行顺利启动。2.基于端电压法的反电势检测。通过检测断开相绕组端电压,采用了软件计算法与硬件电路提取法两种手段确定反电动势过零点时刻,再延时30°电角度,可获取转子的位置信号。针对实验带来的相位延时进行了相关补偿校正。3.基于扰动观测器的反电势检测。将BLDCM方程中非线性项的反电势视为干扰量,基于线性理论的方法构建出扰动观测器结构。设计了通过软件消除观测器输出干扰脉冲的原理及方法。最后的实验结果表明,观测器可以获取较好位置估算精度,最后验证了方法的可行性。4.系统软硬件设计。硬件部分设计包含基于TMS320F28335为核心的控制系统及其外围电路与基于PS21865为核心的驱动系统及其保护电路,软件部分给出了程序主体框架的程序流程图。本文相关控制算法在该设计的实验平台上进行了验证。