无刷直流电机(Brushless DC Motor,BLDCM)是一种随着微处理器技术的发展和电力电子技术的进步而出现的机电一体化设备,因为其结合了交流电机结构简单和直流电机调速性能优良的特点使得这种电机逐渐在各个领域得到应用。传统的无刷直流电机采用位置传感器对转子位置进行检测,进而控制交流电机本体部分实现换相。与之相比,新出现的无转子位置传感器的无刷直流电机调速控制系统,体积小、精度高的优势日益明显。本文主要将对高速无刷直流电机无位置传感器的控制进行分析并设计优化控制系统。首先,分析了无刷直流电机在高速、无位置传感器检测方法、转子位置校正方法与控制算法等方面的国内外研究现状,在搭建无刷直流电机的数学模型的基础上,进一步分析无刷直流电机产生转矩脉动的原因、抑制方法及脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)导通方式。然后从数学模型出发,提出了基于反电动势和的转子位置校正方法与基于相电流的转子位置校正方法,同时给出了基于相电流的转子位置校正的比例积分控制(Proportion Integral,PI)设计方案,并验证了所提方法与设计方案的正确性。其次,深入分析无刷直流电机控制方法中的三三导通与两两导通方式,在研究基于端电压与基于相电压的位置检测方法的基础上,提出了一种新型的基于线反电动势的位置检测方法,对采用该方法的无刷直流电机无感控制系统进行仿真,仿真结果验证了总体设计方案的正确性与优越性,通过对比反电动势、电流与转矩波形,进一步验证了所提校正方法的高效性。最后,给出了基于线反电动势的无位置传感器无刷直流电机控制系统的设计方案,以TMS320F28335为核心主控芯片,在给出控制系统设计结构框图的基础上,设计了系统中各部分硬件电路,并给出基于线反电动势检测的高速无刷直流电机的控制程序流程图,验证了高速无刷直流电机无传感器控制系统的可实施性。