无刷直流电机(Brushless DC Motor,BLDCM)从发展起来开始,其本身就具备了许多其他电机所不具备的优势,比如效率高、使用寿命长、产生噪声低以及电机的转速‐转矩特性比较好等,因此其在日用电器、工业汽车以及航空航天等各个领域得到越来越为广泛的使用。随着工业社会的日益进步,人们对控制电机性能的要求也越来越高,目前就BLDCM控制潜能如何能挖掘到实现更高的性能要求,这个问题已经成为当前学者们的研究热点。PID控制器具备了较好的鲁棒性,其算法简单以及可靠性高,但是经典PID控制理论中多数采用试凑法确定控制器的相关参数,这在实际应用中很不方便。而本文是通过引入线性二次型最优控制算法并结合BLDCM的数学模型确定无刷直流电机控制器各个环节的参数,该方法既方便又有效。首先根据控制算法求解状态反馈矩阵,然后分析加权矩阵函数和电机性能指标之间的关系,最终在满足性能指标的前提下确认加权矩阵函数,最后求出最优PID控制器。本文详细分析了BLDCM的基本结构、工作原理以及数学模型。利用计算机在Matlab/Simulink环境下建立了独立的功能模块(包括BLDCM转矩计算模块、反电势计算模块、速度控制模块、电流滞环控制模块、转子位置计算模块、电压逆变器模块等)再进行功能模块的有机结合,搭建了BLDCM的仿真模型。将线性二次型最优控制算法引入控制系统进行验证。而后确立了一套以DSP(TMS320F2812PGFA)为核心的BLDCM的控制系统方案。最后,论文给出控制系统实际运行时的实验测试情况,并对实验结果进行了分析。通过对测试系统和仿真计算的结果表明,本文构造的模型和选取的方法是可行的,达到了设计任务的要求。同时,论文中提出的系统建模和仿真的方法实际电机控制系统设计和调试提供新的思路。