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随着电力电子相关技术的迅速发展,无刷直流电机的应用越来越广,正逐步取代许多领域中的传统有刷电机,尤其是在电动车行业里。为了解决电动车使用的霍尔传感器易损坏且更换麻烦的问题,本课题着力于设计一套应用于电动车领域的无霍尔传感器的无刷直流电机控制系统。本课题理论部分首先论证了采用反电动势过零点检测法实现转子定位的方案,该方案不需要霍尔传感器,转而通过观测反电动势大小进行转子定位和速度测量,同时为了解决电机启动时因转速过低反电动势无法检测的问题又设计了三段式启动方案。此外,本课题对模糊PID控制算法进行分析,论述了在传统PID算法的基础上利用模糊控制完成参数自整定的原理。本控制系统包括硬件设计和软件设计,硬件设计部分完成了微处理器最小系统电路、电源电路、功率驱动电路、反电动势过零点检测电路、电流检测与保护电路和其它硬件电路的设计,软件设计部分采用主状态机方式实现系统控制,针对电机的不同状态执行的不同功能又独立设计了多个软件模块,包括启动模块、换相模块、速度检测模块、转速控制模块、无线通信模块,在转速控制软件设计时,使用模糊PID算法改进了转速控制性能。本设计主控选择了STM32F103RBT6,采用ESP8266模块拓展了系统的WiFi无线通信功能,设计了上位机与下位机的通信协议,编写了安卓手机端APP,实现了手机远程控制本系统且能实时监测电机状态的功能。本文研制的无刷直流电机控制系统通过实际测试,电机启动时间控制在200ms以内,满足实际应用的需要;采用反电动势过零点检测法实现转子定位可靠稳定,在200-3000rpm速度范围内表现良好;实现了模糊PID控制电机转速,其性能表现比传统PID控制有改善;控制系统拓展的WiFi无线通信工作稳定。