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无刷直流电机(BLDCM)具有结构简单、效率高、可靠性好等优点,在工业和商业等领域得到了广泛的应用。无刷直流电机常采用方波控制方式,但是该方式存在转矩脉动大,运行噪声大的不足。对于采用分数槽绕组结构而使得反电势呈现正弦波的无刷直流电机,可利用矢量控制进行控制,提高系统性能。对此,本文研究无刷直流电机无传感器矢量控制方式,主要研究内容如下:(1)根据对矢量控制和无刷直流电机的分析,建立了矢量控制条件下的无刷直流电机数学模型,以及对常见的几种控制策略分析比较,结合实际情况,选择di=0的矢量控制策略。(2)对无刷直流电机零/低速条件下的初始位置检测方法和起动方法进行了分析研究。分析比较了预定位法、等宽电压脉冲注入法和脉振高频注入法的优缺点,结合实际控制系统要求,选择等宽电压脉冲注入法作为转子的初始检测方法。同时对I-F单电流环的起动方法进行了详细的原理分析,并在物理实验平台中进行了验证。(3)在对滑模观测器的原理和抖振问题出现的原因研究的基础上,对传统滑模观测器进行了改进。新方案采用改进sigmoid函数代替传统的开关函数,并由锁相环结构提取转子位置和速度信息,并与传统的滑模观测器进行了Matlab仿真和物理实验对比,验证了改进滑模观测器在降低抖振和提高估计精度方面的有效性。(4)在设计的以STM32F103RCT6为主控芯片的系统物理实验平台上,进行系统下位机和GUI上位机软件编程和调试,实现了无刷直流电机在无位置传感器的条件下的矢量控制,验证了本方案的可行性和正确性。