无刷直流电机系统是由永磁无刷电机本体加上电子换相器和调速装置构成的统一体。永磁无刷电机本体是随着永磁稀土材料的发展而出现的新型电机，它的转子采用稀土永磁材料制成，同时它采用电子换相器代替直流电机的电刷，因此无刷直流电机既有传统直流电机的调速性能好、转矩密度大等优点，又具有交流电机的结构简单、维护方便，运行效率高等优点。无刷直流电机与有刷直流电机相比，具有功耗 低、换向可靠，体积小、重量轻、输出扭矩大，使用寿 命长等优点，在工业控制、医疗器械、家用电器等领 域有广阔的应用前景。基于 DSP、FPGA 的无刷直 流电机控制器成本高，电路复杂，基于专业控制芯片 的电机控制器使用方面的适应性差，不能满足智能 控制等个性化需求。基于以上分析，所以采用以STM32F103C8T6 为核心，设计的无刷直流电机控制器硬件电路。

直流电机由于电刷换相带来的各种问题，因此自从 20 世纪初以来，一直有人研究如何不用电刷实现换相，伴随着全控性电力电子器件的发展，新型电力电子器件不断产生并且得到应用。最近几十年来，无刷直流电机日益低廉化、智能化、高频化，这得益于电力电子技术、永磁材料技术、新型控制技术、电机技术的发展对无刷直流电机的发展起到的巨大的技术支持作用，永磁材料技术的迅速发展，使得无刷直流电机永磁转子拥有更好的电磁性能、成本得到下降，电力电子技术的发展，使得无刷直流电机可以在更高频率下稳定运行，新型控制技术的发展尤为迅速，早期为单片机控制无刷直流电机的运行，但是在拥有更高性能和更多优点的数字信号处理技术不断获得发展和应用。无刷直流电机是强耦合、多变量、非线性的系统，以前主要采用传统 PID 方法便可以进行实时准确有效的控制，但是在要很高控制精度的系统中，传统 PID 算法往往难以实现，为了更好的提高控制性能，现在研究出了更加新型的控制方法，如模糊 PID 控制方法、神经网络控制方法、自适应 PID 控制方法、智能 PID 控制方法等。虽然这些新型控制方法更为准确有效、控制性能更好，但是控制系统较为复杂，随着智能控制技术的发展，这些新型控制算法会获得进一步的发展、性能也会获得进一步的改善。目前，对智能控制技术的研究也是一个重要领域。

2. 研究的基本内容与方案

研究设计出以stm32单片机为控制核心主回路，控制电路及驱动电路电源采用开关电源供电的硬件仿真系统，并设计编写出与之相关联的软件程序，使控制系统能够做到通过给定速度与测量速度的误差,经过PI调节输出为PWM占空比,PWM驱动功率模块改变电机转速。拟采用设计时,采用PID控制算法,根据测量速度和预设速度差值进行PID调节,通过改变输出PWM的占空比改变电机的速度.同时使用STM32片内ADC对母线电压、母线电流等行采样,实现欠压、过流保护功能。目标利用altium designer 仿真软件仿真设计出硬件电路并仿真成功后进行实物测试。

[6]夏长亮,方红伟.永磁无刷直流电机及其控制[J].电工技术学报,2012,27(3):25-34.

[7]吴兴波,刘艳玲.五相感应电机及其调速系统的仿真[J].吉林化工学院学报,2014,31([…]

[8]王大方,祝雅琦,金毅,等.一种新颖的无刷直流电机位 置检测方法[J]电工技术学报,2013,28(2):139-144.

[9]吴大勇贾敏智STM32在三相无刷直流电机控制系统中的应用[].微电机,2014,47(3):47-51.

[10]朱俊杰,粟梅陈程等无刷直流电机反电势过零检测新方法[J].仪器仪表学报,2013,34(02):441-447.

[11]汤宁平,崔彬.高分辨的永磁无刷直流电机转子零初始位置检测方法[J].电工技术学报,2013,28(10):90-96.

[12]Kamal Chakkarapani,Thyagarajan Thangavelu,KalpanaDharmalingam,Pragadheeshwaran Thandavarayan. Multiobjective design optimizationand analysis of magnetic flux distribution for slotless permanent magnetbrushless DC motor using evolutionary algorithms[J]. Journal of Magnetism andMagnetic Materials,2019,476.

[13]Zhang X Z,Wang Y N.A novelposition-sensorless control method for brushless DC motors[J]. EnergyConversion and Management.2011,52(3):1669-1676.

[14]. Energy; Studies from M. Dahbi et al Add New Findings in the Area ofEnergy (Current Spikes Minimization Method for Three-Phase Permanent MagnetBrushless DC Motor with Real-Time Implementation)[J]. Energy Weekly News,2019.

[15]WanJun Zhang,Feng Zhang,Jingxuan Zhang,Jingyi Zhang,Jingyan Zhang.Based on Brushless DC Motor of Fuzzy and PID Control System[J]. IOP ConferenceSeries: Materials Science and Engineering,2018,452(4).

无刷直流电机系统是由永磁无刷电机本体加上电子换相器和调速装置构成的统一体。永磁无刷电机本体是随着永磁稀土材料的发展而出现的新型电机，它的转子采用稀土永磁材料制成，同时它采用电子换相器代替直流电机的电刷，因此无刷直流电机既有传统直流电机的调速性能好、转矩密度大等优点，又具有交流电机的结构简单、维护方便，运行效率高等优点。无刷直流电机与有刷直流电机相比，具有功耗 低、换向可靠，体积小、重量轻、输出扭矩大，使用寿 命长等优点，在工业控制、医疗器械、家用电器等领 域有广阔的应用前景。基于 DSP、FPGA 的无刷直 流电机控制器成本高，电路复杂，基于专业控制芯片 的电机控制器使用方面的适应性差，不能满足智能 控制等个性化需求。基于以上分析，所以采用以STM32F103C8T6 为核心，设计的无刷直流电机控制器硬件电路。

直流电机由于电刷换相带来的各种问题，因此自从 20 世纪初以来，一直有人研究如何不用电刷实现换相，伴随着全控性电力电子器件的发展，新型电力电子器件不断产生并且得到应用。最近几十年来，无刷直流电机日益低廉化、智能化、高频化，这得益于电力电子技术、永磁材料技术、新型控制技术、电机技术的发展对无刷直流电机的发展起到的巨大的技术支持作用，永磁材料技术的迅速发展，使得无刷直流电机永磁转子拥有更好的电磁性能、成本得到下降，电力电子技术的发展，使得无刷直流电机可以在更高频率下稳定运行，新型控制技术的发展尤为迅速，早期为单片机控制无刷直流电机的运行，但是在拥有更高性能和更多优点的数字信号处理技术不断获得发展和应用。无刷直流电机是强耦合、多变量、非线性的系统，以前主要采用传统 PID 方法便可以进行实时准确有效的控制，但是在要很高控制精度的系统中，传统 PID 算法往往难以实现，为了更好的提高控制性能，现在研究出了更加新型的控制方法，如模糊 PID 控制方法、神经网络控制方法、自适应 PID 控制方法、智能 PID 控制方法等。虽然这些新型控制方法更为准确有效、控制性能更好，但是控制系统较为复杂，随着智能控制技术的发展，这些新型控制算法会获得进一步的发展、性能也会获得进一步的改善。目前，对智能控制技术的研究也是一个重要领域。

2. 研究的基本内容与方案

研究设计出以stm32单片机为控制核心主回路，控制电路及驱动电路电源采用开关电源供电的硬件仿真系统，并设计编写出与之相关联的软件程序，使控制系统能够做到通过给定速度与测量速度的误差,经过PI调节输出为PWM占空比,PWM驱动功率模块改变电机转速。拟采用设计时,采用PID控制算法,根据测量速度和预设速度差值进行PID调节,通过改变输出PWM的占空比改变电机的速度.同时使用STM32片内ADC对母线电压、母线电流等行采样,实现欠压、过流保护功能。目标利用altium designer 仿真软件仿真设计出硬件电路并仿真成功后进行实物测试。