- 文献综述（或调研报告）：
3.1 研究背景
电机在现代生活中发挥着重要作用，无刷电机及有刷电机的良好控制更是发挥关键作用。本文为实现机械臂及按摩椅的良好运行，自行设计电机驱动电路，完成项目需求。
3.2 国内外现状
随着无刷电机的广泛使用，国内外对无刷电机的研究越来越深入，研究成果也越来越丰富。研究内容大致涉及到无刷电机启动分析、转子位置检测方案、无刷电机的脉动抑制以及良好的控制策略等。
利用霍尔传感器可以方便的实时检测不同时刻转子的位置信息，为各种控制芯片和控制策略提供运动依据。然而在霍尔传感器使用过程中仍有不少问题需要解决：霍尔传感器安装精度直接影响位置信号，进而对实际三相输出电压产生影响；霍尔传感器失效会造成电机运行失稳，严重时影响整个系统安全；在使用霍尔传感器的过程中可能会出现电机无法启动、输出转矩脉冲过大的情况等。为此文献[1]为了使无刷电机定子与转子尽可能的处于正交状态，以获得最大输出力矩，从理论推导出霍尔传感器最佳安装位置并通过实验验证了霍尔传感器放置策略；文献[2]阐述了电机在有无负载情况下霍尔元件最佳安装位置的细微差别，分析了霍尔元件安装位置偏差对电机性能的影响，最终通过理论分析根据电机输出参数反推出霍尔元件最优放置位置，实现电机输出与负载匹配的目的；文献[3]针对霍尔传感器位置误差信号的产生及解决方法进行了分析，并提出了利用梯形波反电动势的数学分析对位置误差进行补偿的方案，通过Matlab进行仿真，验证了方案的可行性；文献[4]对霍尔传感器可能出现的各种故障给出了分析，并对两相或者单相传感器发生短路或者开路故障进行了分析，给出了相应的信号重构策略，通过仿真和实验验证了该方法的可行性；文献[5]检测霍尔信号以及反电动势信号，当霍尔信号正常时，使用无霍尔控制模式启动和运行；当霍尔信号异常且反电动势信号正常时，切换为无霍尔运行模式；电机启动前霍尔信号异常时，使用三段式启动方法进行启动，并使用无霍尔模式，从而完成霍尔信号异常的应对措施；文献[6]针对矢量控制在低速大扭矩的情况下电机难以启动的现象根据方波切换启动策略以及正弦波直接启动策略，提出了方波和正弦波复合控制的策略，通过仿真和实验得出在低速大扭矩时使用方波启动、高速低转矩时正弦波启动较为合理的结论，具有一定参考价值；文献[7]为减小脉动转矩以及加快相应，使用速度环和电流环控制策略，通过PI调节器实现响应快、无超调、动态响应良好的目的，仿真结果表明其控制系统具有较为良的动静态特性；文献[8]针对现有霍尔传感器低速时作为测速装置精度不高的问题，提出了霍尔信号六倍频处理策略，即采用定时器采集三相霍尔信号电平跳跃间隔，并通过T法测速滚动求解各个时刻的速度，实验表明该方法测速精度较高，在一定程度上也可用于角度控制；文献[9]针对如何获取三相反电动势的观测值，提出了基于霍尔传感器的转矩监测方法，通过分析反电动势波形函数、转矩符号的判定和电磁转矩的实际计算得出电磁转矩的新型计算方式，实验测试表明该算法得出的电磁转矩在电机任何状态都有较好的参考价值；文献[10]针对具备三路霍尔传感器的无刷电机提出了结合相电流和霍尔信号的关系进行观测转矩的方法，从理论和实验验证该方法的可行性，实现通过霍尔信号直接控制力矩的策略；文献[11]设计了一种基于一阶线性主动干扰抑制控制的调速系统，通过仿真，其算法具有更好的动态和静态特性；文献[12]通过自行设计的PID调节器进行速度闭环控制，通过实验表明其算法的高效性与鲁棒性，在实际控制中具有更好的效果；[13]给出了三相无刷电机控制系统的具体结构，对于系统中霍尔检测模块、电流检测模块、电源驱动模块等给出相应的介绍。
在无霍尔传感器无刷电机研究方面：文献[14]提出了基于双模二阶广义积分器的滑模观测器（SMO）策略，主要用于估计反电动势进而判断转子位置；文献[15]通过具体分析无刷电机的内部结构，提出基于电感法转子位置检测的策略，通过电机模型的建立，分析电机启动原理、转子初始位置检测方案，对反电动势法无刷电机的运行状态进行详细阐述，给出了转子软起动及正常运行控制程序，具有很好的参考价值；文献[16]为确保无位置传感器换相准确、及时，使用自适应的控制策略，即采集三相电压信号计算出电压参考零点，通过贝塞尔低通滤波器后得到对应的时间偏移，从而实现精准的换相时刻，动态实验表明其加减速性能均较好，有良好的实用性；文献[17]结合无刷驱动专用芯片DRV11873和STM32F103采用反电动势位置检测的方法搭建小型无刷驱动电路，在硬件电路设计方面具有一定的参考价值；文献[18]阐述了基于图解法换相转矩脉动抑制控制方案，并提出了换相转矩脉动和换相时间协调的控制策略以及电流滞环控制转矩脉冲抑制方法，从而在高速与低速情况下减小转矩波动；文献[19]着重分析了无位置传感器无刷电机闭环启动策略、三闭环控制系统的建立及转子位置估算算法，介绍了准闭环三段式启动策略和I/f闭环启动策略，对速度环、电流环及功率环的原理和控制策略进行分析，采用卡尔曼滤波算法对转子位置进行仿真验证，具有一定指导意义；文献[20]分析反电动势过零比较算法的原理，并对电机驱动运行系统进行仿真分析，使用自行搭建的硬件平台对基于旋变位置信息和反电动势过零控制算法进行验证，提高系统整体性能；
3.3 对比分析
表3-1 无刷驱动控制芯片优劣分析
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