无刷直流电机是当今非常有发展前途和应用前景的电子控制电机，自无刷直流电机诞生起，就因为它具有高运行效率、调速范围宽、无转子损耗、高功率密度等特点受到广泛的关注和应用。首先，本文介绍无刷直流电机的发展历史与研究现状，分析了无刷直流电机的基本构成，阐述了无刷直流电机的基本原理，建立了特定参数下无刷直流电机的基本数学模型，根据数学模型分析了无刷直流电机的基本特征。推导了无刷直流电机的基本方程。其次，详细分析了无刷直流电机的方波调制法控制，研究了方波控制的各种调制方法，引入了同步续流概念降低特定条件下由续流产生的功耗。论述了无刷直流电机转子位置检测的原理与方法，详细介绍了本设计用到的霍尔感应转子位置传感器原理给予详尽介绍。研究了无刷直流电机换相转矩波动产生的机制以及它转矩波动的特征。再次，阐述了非理想梯形波反电动势的无刷直流电机的特征，分析了此类电机方波调制法的控制方式与磁场定向id=0的控制方式不同点，首次详细分析了梯形反电动势平顶宽度对无刷直流电机控制性能的影响；仿照永磁同步电机磁场定向控制首次引入用磁场定向id=0的控制的概念，并给出计算方法与结果，建立了系统仿真模型，仿真结果表明本文引入的这种算法具有一定的先进性。最后，采用意法半导体公司的STM32F103B高性能电机控制专用芯片，以IAR Embedded Wrokbench For ARM6.10的编译器为软件开发系统，设计了无刷直流电机控制系统。硬件平台中包括：整流电路、开关电源电流、隔离电流、模拟信号输入电路、控制芯片周边接口电路、功率器件及其驱动电路、故障信号处理电路等模块。其中功率器件与控制板采用分离式设计，控制板通过键盘修改参数后可用于各种不同功率的无刷直流电机。采用标准C语言编写了控制软件，最后软硬件联调成功证实系统的可行性、实用性。