现代社会中,电能是最常用且最为普遍的二次能源。电机作为机电能量转换装置,应用范围已经遍及现代社会和国民经济的方方面面。无刷直流电机因其起动力矩大、过载能力强、高效率等特点而逐渐成为驱动电机首选,具有广阔的发展前景。本文以无刷直流电机为研究对象,利用基于模型设计方法的优势开发电机控制系统,能大大缩短开发周期,提高开发效率。论文的主要研究内容如下:首先本文对基于模型的设计方法进行了研究。给出了基于模型的设计流程及优势,重点介绍了代码自动生成方法,并从代码生成流程和代码生成过程出发进行具体分析,为后文电机控制系统代码自动生成提供理论依据。其次介绍了无刷直流电机的基本结构,建立了电机的数学模型。以三相全桥式驱动电路为例详细分析了无刷直流电机的工作原理,利用给出的功率管导通判断表阐述了电机换相的过程。给出了三种无刷直流电机调速方式,其中重点说明了调压调速中的PWM调速方式,同时分析了如何通过改变占空比的大小来实现PWM调速。提出了无刷直流电机调速系统模糊PID控制方案,通过建立模糊控制规则表实现PID参数整定,而解模糊化得到的模糊控制器查询表可以实现实时控制,提高调速系统的响应速度和控制精度。接着设计了以Freescale MC9S12XEP100单片机为核心的无刷直流电机控制系统,对电机控制系统的硬件和软件部分进行设计。硬件部分主要包括电源电路、功率驱动电路、转子位置信号检测电路以及速度输入电路等几个重要的电路;软件部分则是结合硬件部分设计,根据控制系统需要,给出了主程序、中断服务程序等主要模块的程序设计流程图。最后配置MC9S12XEP100单片机底层驱动模块库,详细分析了如何配置底层驱动模块。借助Simulink里的stateflow搭建无刷直流电机控制模型,进行模型的算法验证,重点是利用封装好的底层驱动模块库中的模块代替算法模型中的Simulink模块,完成无刷直流电机控制模型代码自动生成,生成的嵌入式C代码经仿真器下载到MC9S12XEP100单片机中实际运行。利用无刷直流电机控制系统实验平台进行实验研究分析,实验结果表明该无刷直流电机控制系统设计合理,性能可靠、稳定。