无刷直流电机具有高效节能、动态响应快、无换向火花以及较好的机械特性等优点,已被广泛应用于众多行业。传统的控制策略依赖于位置传感器直接得到换相信号,但位置传感器的存在,使得无刷直流电机在航天、汽车等应用场合受到了很大的限制,从而阻碍了无刷直流电机的小型化和智能化发展。针对上述问题,本文设计了基于滑模变结构控制理论的无刷直流电机无位置传感器控制系统。滑模变结构控制是非线性、不确定系统控制最为有效的方法之一,它能利用控制的不连续使系统呈现出不变性,具有对扰动的完全自适应等优点。论文首先介绍了无刷直流电机无位置传感器控制的基本原理,阐述了无位置传感器控制中常用的转子位置检测方法,然后根据无刷直流电机的数学模型和经典滑模变结构理论,提出了基于滑模观测器的无刷直流电机反电势估计方法。由实测电流和观测电流之间的误差建立滑模面,构造了滑模观测器估算出反电势,再根据反电势与转速的关系得到转速的估计值,进而确定转子位置。然后以此转速估计值作为反馈进行闭环调制,并针对电机运行性能易受参数变化影响的特点,设计了滑模速度控制器,实现了无刷直流电机的速度鲁棒控制。仿真结果表明,滑模观测器能够准确快速地估计转速和转子位置;与经典PI控制器相比,滑模速度控制器具有超调小、响应快、对电机内部参数变化和外界负载扰动有较强的鲁棒性等优点;而且论文所提出的控制策略能有效地抑制系统的转矩脉动。最后,以TI公司推出的MSP430F149芯片为核心设计了无刷直流电机无位置传感器控制的硬件和软件系统,实现了无刷直流电机的电压采样、转速调节、位置检测等功能。