近年来，随着自动控制和电力电子等技术的迅速发展，无位置传感器无刷直流电动机(BLDCM)因其优异的性能已成为新型陀螺电机研究领域的一个热点。国内研究者已经尝试着把无刷直流电动机作为陀螺驱动电机(即无刷直流陀螺电机)，使得陀螺取得了良好的性能参数，但是在实际应用中常出现起动失步、转矩脉动较大、控制和测速精度不高等问题。论文针对这些问题，结合我所陀螺电机研究的实际情况，对永磁无刷直流陀螺电机系统进行了起动过程和转矩脉动分析、稳速控制系统以及模块化测速功能的设计和研究工作。 论文针对两相和三相无刷直流陀螺电机，重点研究了具有两相/三相可切换控制功能的陀螺用BLDCM高精度稳速控制系统和高速稳定运行下的无刷直流陀螺电机的无传感器测速方法。本文的主要研究工作如下： 1．在理论上就无刷直流陀螺电机实际应用中常出现的电机起动失步和转矩脉动问题分别作了详细系统的分析和研究。 2．控制系统以性价比高、抗干扰能力强的DSP芯片TMS320LF2407A为核心，采用外同步三段式起动方法，解决了无刷直流陀螺电机常出现的失步问题；应用PWM锁相控制方式，实现了无刷直流陀螺电机的高精度稳速控制；运用比较成熟的反电势过零检测法来得到电机的转子位置信号。 3．为了进一步提高系统性能和稳速精度，系统还设计了相位补偿、速度补偿以及对电机反电势信号的低通滤波。通过采用DSP对电机转子位置信号进行相位检测与补偿，进一步确保了无位置传感器BLDCM从外同步运行阶段到内同步运行阶段的顺利切换；为使系统更稳定并提高系统的动态性能，论文设计了一种有源超前滞后校正网络对速度进行补偿；针对电机端电压信号中存在的高频斩波信号，系统采用一个二阶低通滤波器将其滤除，使得反电势过零点能够被准确实时的检测出来。 4．对于无速度传感器的高速无刷直流陀螺电机测速，论文提出了一种数字模拟混合法的模块化测速方法，通过对测速各部分电路的设计实现了对高速稳定运行下的无刷直流电动机模块化测速。 由实验结果得出：系统样机起动稳定快速，起动时间小于5s，起动电流小于0.5A，转矩脉动小，并具有一定闭环调谐范围，系统的稳速精度可以达到10<-5>数量级，满足了高精度陀螺电机的要求。文中对高速无刷直流陀螺电机的PWM锁相稳速控制和无传感器模块化测速的研究，为陀螺电机高精度稳速控制以及无传感器模块化测速、全数字化无传感器测速的进一步深入研究提供了一定的借鉴和参考价值。