本文首先阐述了无刷直流电机原理，推导了无刷直流电机位置伺服系统的数学模型，建立了无刷直流电机的硬件控制电路，为先进的控制策略提供一个试验平台。 本文选用电磁耦合式——旋转变压器作为转子位置传感器。旋转变压器作转子位置传感器增强了电机系统耐冲击震动和温湿度变化等恶劣的工作环境的能力，旋转变压器输出的转子位置的模拟信号经轴角数字转换器(主要芯片AD2S80A)RDC(Resolver-to-DigitalConverter)解码为高精度的数字信号，通过微控制器(DSP)处理后，实现转子位置的精确定位，同时也为电机换相提供了精确的位置参考。 在功率逆变模块，设计了良好的PWM隔离驱动电路和可靠的故障保护电路。DSP输出的PWM信号经过快速光耦HCPL4504的隔离，然后驱动IPM模块，有效的保障了DSP控制器的安全性，同时也增强了系统的可靠性和抗干扰的能力。适时采集IPM的故障输出信号，若有故障出现，及时封锁DSP的PWM信号输出，为整个系统的安全、良好运行提供了有效的硬件保障。 通过直流母线电压检测，实现了对直流母线电压波动的监测，采用电压前馈的控制策略，消除了电机的输出转矩受母线电压波动的影响。通过直流无刷电机三相相电流的检测，实现了电机的电流闭环控制，提高了电机转矩和转速动态响应的快速性。为进一步提高系统的控制性能，使系统具有较高的控制精度、稳定性和较强的抗干扰能力，在控制方法上采用了位置、速度、电流三闭环控制，使系统对转速的变化能做出快速响应，能够达到一定的调速精度和位置跟踪的精度。 无刷直流电机通过电子换相取代了传统直流电机的机械换向电刷，减小了电机体积并提高了电机寿命，但是电子换相却带来了电磁转矩波动。本文针对无刷直流电机存在转矩脉动问题，提出了转矩脉动的补偿策略(矩角特性补偿策略)，在分析了转矩脉动产生原因的基础上，提出一种新的电流控制策略，时刻保证电磁转矩稳定不变，实现直流无刷电机平滑无扰动换相。试验结果表明，该补偿策略比常规的控制策略的扰动明显减小，并且转速越大时，转矩扰动越小。