与传统有刷直流电机相比,无刷直流电机由于其具有效率高、可靠性好、噪音低、寿命长的优点,被广泛应用于家用电器、无人机、电动汽车以及工业机器人等多种领域。本文针对无刷直流电机驱动和控制的快速性、稳定性和精确性需求,构建了无刷直流电机的数学模型,设计了一种基于DSP的无刷直流电机驱动控制系统,并在此基础上研究了基于单神经元的PI控制器,改进了串级PI控制算法,实现了无刷直流电机的稳定驱动与精确控制。结果表明,本论文所构建的驱动控制系统具有控制精度高,响应速度快,成本较低等优点。论文主要工作如下:1.分析了无刷直流电机的工作原理与控制方法。从电机本体、位置传感器及驱动控制电路等方面分析了控制系统的基本结构;通过分析位置、转速、电流等三个控制量的检测方案,以及无刷直流电机的驱动方式,阐述了控制系统的基本工作原理;建立了无刷直流电机的数学模型。2.研究了无刷直流电机串级PI控制算法。设计了电流内环、转速外环的无刷直流电机串级控制系统,研究了基于单神经元的PID控制器,以提高控制系统的性能;然后根据实验所用电机参数,基于MATLAB软件平台构建了仿真模型,并对仿真结果进行分析。3.设计了无刷直流电机驱动控制系统的硬件电路及软件代码。根据需求分别对电源模块、驱动模块、逆变电路模块和检测模块等四部分进行分析与计算,完成芯片的选型与外围电路的设计;利用DSP集成开发环境完成了 PWM控制信号的发生,位置、转速、电流三个反馈信号的检测,并实现了电流PI、转速PI串级控制算法。4.对所设计的驱动控制系统进行了实验测试。进行了信号波形试验,对PWM、霍尔和编码器信号进行了精确性验证,然后进行了电机空载以及调速试验。结果表明,本系统的调节时间不超过0.03s,调速范围在400r/min到3600r/min时转速较为稳定,且在此范围内稳定运行时转速波动不超过20r/min,电流波动及转矩波动也较小,基本满足设计要求。