无刷直流电机(BLDCM)是集电机制造技术、电力电子变换技术和控制技术于一体的机电能量转换设备,拥有很好的机电特性,应用领域广泛,尤其是在一些特定应用领域具有其独特优势。近年来,随着电机相关技术不断发展,无刷直流电机不论是在制造技术还是控制技术上都有了很大提高,这也有利于无刷电机在更多应用领域发挥其优势。无刷电机由于其结构特点和方波驱动换相原理,很容易产生转矩脉动,其中主要脉动是换相转矩脉动。同时,无刷电机换相工作需要获得转子位置信号,常用的方法是霍尔位置传感器检测方法,然而传感器的安装限制了无刷电机在更广泛领域的应用,而且传感器的不正确安装容易造成信号检测出错,导致无刷电机换相失败。本文针对无刷电机在实际应用中存在转矩脉动较大的问题,采用直接转矩控制(DTC)的方法达到转矩闭环控制的目的,有效地抑制转矩脉动。同时省去位置传感器的使用,通过测量电机电参数进行计算获得转子位置信号。并利用智能神经网络改进常规速度PID控制器,在线调节PID参数,提高系统自适应性能。根据无刷电机结构特点,对传统直接转矩控制结构进行磁链观测环节的简化,改进电磁转矩计算模型,同时采用反电势法检测转子位置信号,实现了无刷电机在无位置传感器检测方式下直接转矩控制高性能运行。设计中发现反电势法检测转子位置信号在无刷电机静止或低转速运行时无法工作,所以又对基于反电势法无位置传感器控制技术下无刷电机起动问题深入研究,提出了综合多种起动方法优势的三段式起动方法。三段式起动方法主要是分为预定位、调压调频快速启动和切换到反电势法检测转子位置同步运行三个阶段。另外还对速度调节环节进行了改进,采用神经网络智能算法对常规PID控制三个参数进行在线整定调节,使速度调节性能变好,也提高了系统整体自适应能力,使之抗扰动能力增强。最后对整个控制系统进行了仿真模型搭建,对其中几个关键控制模块做了重点分析。通过对无刷电机智能直接转矩控制系统的仿真实验研究,得出了该控制方法对抑制转矩脉动和提高系统静动态性能的优良性。