虽然说有很多的芯片可以满足所有的条件，但是考虑到其相当昂贵的市场价，为了在市场竞争中获得较大的优势，众多企业将上述两类芯片的优势整合在了一起，这样即能够满足普通用户的需要，又能满足一些系统的较高要求。意法半导体公司ST系列的单片机是一类专门面向电机控制的微处理器，其中比较典型的是STM32F10x系列，其主频可高达72MHZ，完全满足电机控制所需要的要求[6]。

而面对复杂且精度要求高的控制算法，该类微处理器也能够实时地控制执行而且几乎没有任何延迟现象，使得在电机速度控制中的动态响应加快。STM32微控制器芯片的成本在市场上十分便宜，只有不到10元人名币。因此，STM32微处理器芯片在电机控制领域的优势将不断拓宽其在工业生活中的应用。传统的电机调速控制系统一般采用算法简单、鲁棒性好的经典PID控制算法来实现系统调速，该算法的优点在于可以通过对比例P，积分I，微分D三个参数的调节很好地完成对系统的控制，因而PID控制算法在工业过程控制领域应用十分广泛。近年来，随着现代控制理论技术的崛起，更多更高级的控制算法被人们所挖掘。因此更多的学者乐意将一些高端现代智能控制方法引入到电机控制系统中，在将来很长的时间内，学者们也会继续研究这些控制算法，并将其广泛运用在高性能电机调速系统研究中。

1.3研究课题学术背景及其理论与实际意义

随着现代科技的发展，无刷直流电机调速系统的各方面性能都在不断的提高。与此同时，不仅在国防上，而且航天航空和民用工业等相关领域也对其要求在不断的提高。以前人们采用开环控制系统控制电机，但电机是个非线性且多变量的系统，开环控制精度明显不够。为了能让电机进行稳定的工作，必须要对电机进行电流转速双闭环控制，内环为电流环，外环为转速环，使得电机的实际电流和转速跟随给定的量，从而大大提高控制系统的鲁棒性[7]。意法半导体公司的芯片STM32F10x系列单片机是面向电机控制的32位微处理器。其内部有两个高级定时器TIM1和TIM8专门是为电机控制而设计的。具有3路互补输出的PWM波，还有死区互补的功能。同时该MCU主频高达72MHZ,具有高速信号处理的能力，方便处理MCU中编写的各种高端算法，加快了速度控制中的动态响应。

本文将以无刷直流电机为控制对象，以STM32为控制芯片，以理论与实践相结合，设计出一套无刷直流电机的软硬件控制方案。

第二章无刷直流电机的结构及工作原理

2.1无刷直流电机的基本结构

无刷直流电机和普通电机不一样，它是由电动机本体，驱动电路和转子位置反馈电路组成。