随着电力电子技术、现代控制理论和新型永磁材料的发展,永磁无刷直流电机及其控制技术已有突破性进展。永磁无刷直流电机以其效率高、噪音低、易维护等诸多优点,在航空航天、工业和家用电器等领域得到了越来越广泛的应用。但是,在低速运行期间,无刷直流电机存在较大的转矩脉动,这就限制了其在高精度系统中的应用。直接转矩控制技术是在20世纪80年代发展起来的一种交流调速技术,它是在定子坐标系下分析电机的数学模型,直接将定子磁链空间矢量和电磁转矩作为被控变量,对电磁转矩实现直接控制,控制方式更为简洁和快速,可以进一步提高系统的动、静态性能。本着减小转矩脉动的目的,本文研究了无刷直流电机的直接转矩控制技术。文章详细分析了无刷直流电机本身的结构和工作原理,由于其定子磁链的轨迹为一正六边形,因此,可以不对无刷直流电机的磁链进行控制,只控制其转矩,从而大大简化其控制系统,并建立起无刷直流电机的数学模型。在详细分析了直接转矩控制理论的基础上,设计了针对无刷直流电机的直接转矩控制系统方案,采用空间电压矢量调制的方法,使用反电势法检测转子位置信号实现电机的无位置传感器控制。基于Matlab/Simulik软件,建立无刷直流电机的仿真模型和改进的直接转矩控制系统仿真模型,并进行了仿真研究。分别在空载和负载两种情况下对无刷直流电机的运行情况进行了仿真,并对其仿真结果进行了比较和分析。仿真结果表明,该直接转矩控制方案,不仅设计简单、实现容易,而且不论电机是运行在何种工作状态下,都能有效地抑制其转矩脉动,使系统具有良好的动、静态性能,具有一定的实用意义和推广价值。在仿真的基础上,设计了以DSP TMS320F2812为控制核心的硬件控制系统,并完成了系统的软件设计方案,为无刷直流电机直接转矩控制的后续研究奠定了基础。