连续被动式运动训练器是一种利用连续被动运动(Continuous Passive Motion，CPM)原理制成的用于手术后膝关节、股关节、踝关节、肩关节等可动域功能早期回复的装置。CPM理论是由加拿大著名医师Salter R.B.于70年代初提出的，是防治关节疾病和损害，促进关节软骨再生和修复行之有效的治疗方法，已在临床上获得广泛应用。现今国内的CPM产品存在噪声大、结构复杂、可靠性差等缺点，而动力装置是导致上述缺点的主要原因。本文以性能优良的无刷直流电动机作为驱动元件，对CPM装置的控制系统进行了较为深入的研究，主要的研究工作和成果如下： 1．描述了CPM的原理及其在临床上的应用，分析了现今CPM产品及其驱动控制系统的优缺点，并对无刷直流电动机的驱动控制技术作了简要的介绍； 2．建立了互补PWM驱动的无刷直流电动机系统的数学模型，并使用Matlab对其进行求解得到了电机的电流、转矩的仿真结果。通过将仿真结果与实测得到的电流波形以及实测T-n曲线的比较，验证了该数学模型的正确性； 3．提出了使用阶梯波驱动电压以减小电机脉动转矩，从而降低系统噪声的方案。文中首先对阶梯波驱动的无刷直流电动机系统进行了仿真，仿真结果表明这种方法能有效抑制转矩脉动。然后本文对方波、2个台阶及4个台阶的阶梯波驱动下的系统的噪声频谱进行了实际测量，结果证实了采用阶梯波驱动电压可以有效的抑制噪声； 4．以Motorola的68HC908MR32微控制器为核心，实现了使用阶梯波电压驱动的，具有平滑升降速、双向运行以及最大转矩限制等功能的无刷直流电动机速度闭环控制系统； 5．完成了系统控制软件的设计，并使用高分辨率的点阵式LCD设计了友好的人机界面。