最近几年,物联网蓬勃发展,越来越多的高性能,高质量,高安全性的智能设备进入家庭,其中不乏电机控制类产品。有刷直流电机(Brushed DC motor)是电机控制类产品的主流电机。以微控制器MCU为核心的有刷直流电机控制器的性能,质量,安全性直接关系着电机控制类产品的性能,质量和安全性。所以提高控制器的性能,质量,安全性的相关算法研究成为当前研究热点。目前,有刷直流电机控制器产品更多关注了电机在额定转速下的控制性能,其控制算法在电机低速运行时,控制效果往往有所下降。电机控制器中速度闭环控制中转速反馈的检测精度是影响电机在低速区域良好运行的重要因素。同时电机速度采样出现错误时,电机有可能处于失控状态,针对以上问题,本文开展了应用于有刷直流电机的比例积分双闭环控制算法的研究与设计。(1)针对电机低速运行时,控制效果不好的情况,通过采用速度电流双闭环比例积分算法的控制方法,电机的速度校正值不在直接表征电机的控制信号,而是作为电流环的输入值,进行电流环的PI计算,大大提高了速度环的跟随性。(2)为了提高速度控制环中速度反馈的精度,通过对传统的电机测速方法进行对比和误差分析,选择外加光电编码器,可以将电机轴向变化角度的精度提高到0.9度。大大提高了速度和位置的采样精度,从而提升了电机速度环的控制精度。(3)为了提高电机控制类产品的安全性,增加了对电机速度采样的冗余设计,一来可以通过外接的光电编码器读出电机的实时速度,同时可以通过对电机两端电压进行采样,计算出电机电枢的电压,根据理论分析和数学建模,获取电枢电压和电机速度的关系,将采样到的电机速度和计算出的电机速度进行比较,从而实现了对电机速度两种采样方法,实现了冗余设计。通过对设计控制器的实验数据的分析可以得出,本文提出的控制算法以及设计的控制器系统可以电机控制类产品的应用需求。同时,设计出来的控制器提高了电机控制的安全性,控制器的算法有效提高了控制精度,并且设计出来的控制器在外形尺寸方面有明显的优势,有良好的应用价值。