随着社会的发展,交通拥堵问题越来越严重。电动自行车作为一种广泛使用的代步工具,凭借其便捷灵活、价格低廉等优点,成为人们短距离外出的最佳选择。传统电动自行车通常使用无刷直流电机作为动力源,采用霍尔传感器为电机驱动控制提供转子位置信息,但霍尔传感器在使用中容易出现故障。无位置传感器控制通过采样电机本体信号确定换相点,省略了霍尔传感器,提高了系统稳定性,然而在重载状态下,电机启动成功率低,启动力度小,转动过程中换相噪声大。本文将两种策略相结合,在霍尔正常时使用位置传感器信号换相,霍尔故障时使用无位置传感器控制策略换相,设计出一种双模控制策略,并在此基础上提出一种相位自学习方法。结果表明双模控制策略能够自适应电机工作状态,拓宽控制器使用范围,增强电动自行车运行可靠性,减少维修成本。论文首先介绍了无刷直流电机和“反电动势法”的运行原理,重点研究了反电动势提取过程中滤波电路导致的端电压相移问题,并分析在反电动势过零点信号采集过程中,硬件滤波器移相和系统运行时间消耗等误差因素,设计软件延时补偿策略;同时针对无位置传感器控制状态下,电机启动或低速旋转过程中,反电动势信号不明显等问题,采用成熟的三段式启动法控制策略;此外对于绕组电感特性导致的换相过程中母线电流脉动,结合重叠换相法,以前一相位瞬时电流为标准,全开上管进行抑制。最后,本文根据反电动势相位与霍尔值之间对应关系,提出相位自学习控制方法,并对其中霍尔传感器60°排列和单霍尔故障状态下的学习过程进行了详细阐述。采用LKS32MC081C8T8为系统核心,设计了无刷直流电机双模控制系统的硬件电路,并采用自举升压电路解决控制芯片驱动能力不足等问题;在Keil平台上完成了整套系统控制逻辑的编写,实现了无刷直流电机的软件设计;通过试验台测试、上车测试和测功机测试等检验流程,验证了本套控制系统的可行性。