随着交通运输业的快速发展，车辆尾气引起的环境问题日益严重。如何在现有的条件下进一步发展混合动力技术和能量回收技术具有重要的研究意义和广泛的应用价值，尤其是将该技术应用于自行车行业有着极大的现实意义和巨大的商业价值。但是，如何将能量回收技术应用于混合动力自行车仍是技术方面的一个研究课题和难点。本学位论文研究了利用无刷直流轮毂电机控制和能量回收过程的混合动力自行车控制系统，该系统能够实现蓄电池与电机间能量双向传递过程，提高能量利用率。　　首先，针对三相星型连接的轮毂电机设计电机控制电路及模糊PID控制算法。该控制电路主要包括逆变电路、功率管驱动电路以及电压、电流检测和速度检测等电路。这些电路主要实现电机的驱动和换相、系统信号的采集和分析等功能，并完成从电池到电机的放电过程。　　其次，设计以电机输出为信号的整流滤波及boost升压电路，并提出了一种适用于该系统的能量回收策略。所采用的充电控制方案是针对混合动力自行车系统在运行过程中通过控制充电PWM的占空比确定了充电电流大小。　　最后，为了验证系统的稳定性和可靠性，对系统的各部分硬件电路进行了仿真和实验，检测了电机控制过程中的车速及霍尔位置等信号，并且实时监测了能量回收过程中蓄电池的充电电流大小。　　实验结果表明，本系统的硬件电路稳定可靠，模糊PID控制算法能够快速地实现对无刷直流轮毂电机的精准控制。另外，从能量回收过程的充电电流可以看出，该系统的能量回收效果比较明显，回收电路的效率可达80％以上，且系统整体能量回收率可稳定在15％以上，说明了能量回收策略的有效性。综合测试表明，该系统具有方便、可靠、稳定性好等特点，可以作为节能环保的交通工具。