电机有着非常广泛的应用领域,在我们的日常生活以及工作中随处可见。本文的研究对象为无刷直流电机。无刷直流电机(Brushless DC motor,BLDCM)因其结构简单、运行稳定、调速性能好。广泛应用于电动车、机器人、高精度伺服系统以及航空航天等领域。无刷直流电机不仅保留了传统电机的有点,而且还采用新型电子换向器件,克服了传统有刷直流电机在运行过程中因机械换向器所带来噪声大、运行过程中容易出故障等缺陷。无刷直流电机虽然解决了有刷直流电机运行时不够稳定、噪声大等问题,但是在运行过程中又会遇到新的并且很难解决的问题,例如,转矩脉动大以及转速运行不稳定等相关问题。传统的PID控制在无刷直流电机运行时对转矩、转速的控制效果不是太理想。因此,需要采用新的方法或控制器对无刷直流电机系统进行控制。本文首先介绍了无刷直流电机的发展历程,并介绍无刷直流电机的国内外的研究现状。然后分析了无刷直流电机的工作原理和数学模型以及无刷直流电机的运行特性,对无刷直流电机的几种控制算法作了介绍,并分析了无刷直流电机PID控制以及参数整定原则。其次针对无刷直流电机控制系统存在速度和转矩脉动等因素的影响,传统PID算法在实际控制过程中存在响应速度慢、动态性能差等问题,提出了采用自抗扰自适应控制对无刷直流电机的转速进行控制。分析了无刷直流电机的数学模型,由跟踪-微分器来控制系统的过渡过程;将系统的总扰动(包括内扰和外扰)视为扩张状态,通过反馈补偿抑制扰动使控制系统近形成积分串联,利用非线性状态误差反馈控制器形成组合控制率,从而抑制无刷直流电机在突加负载以及转速突变时的影响。通过仿真实验验证,与传统的PID相比,自抗扰控制策略具有响应速度快、超调量小的特点,证明了无刷直流电动机自抗扰自适应控制的更有效性和更强的鲁棒性。最后基于核心处理器STM32F103RCT6设计了无刷直流直流电机自抗扰控制系统的硬件电路,由于时间以及其他条件的不足,未能进行实验验证。图[31]表[5]参[56]