近年来,多旋翼无人机的研究和应用范围逐步扩大,大部分无人机均采用无位置传感器无刷直流电机作为其动力基础。无刷直流电机为外转子结构,通过驱动系统使螺旋桨高速旋转。无刷直流电机主要分为两种,一种是有霍尔位置传感器控制,一种是无霍尔位置传感器控制。有霍尔传感器控制的无刷直流电机结构相对复杂,可靠性差。无位置传感器控制的直流电机适用场合广,可靠性高,相对于有霍尔传感器控制有较大优势。因此,现在多采用无位置传感器控制。无刷直流电动机的无位置传感器控制中,没有传感器直接检测出转子位置,但在电动机正常运转过程中,仍然需要转子位置信号来控制电动机换相。因此,如何获得精准的转子位置信号并控制电机换相,成为无位置传感器无刷直流电机控制的关键。当前转子获取方法主要有反电动势三次谐波积分检测法、磁链估计法、续流二极管检测法、扩展卡尔曼滤波法、反电动势过零检测方法等。若使用DSP作为直流电机的主控芯片[1-2],因为DSP具有强大的运算处理能力,所以电机可以快速并精准的启动与控制,但其成本较高,电路结构也相对复杂,并且低速位置存在检测误差。本文设计了一种以反电势过零检测电路为基础,并且通过三向六臂全控电桥驱动电路,采用6个N型MOSFET作为开关器件,控制模块选取可靠性高、集成度高、控制功能强、低电压低功耗的单片机C8051F500来实现,因此外围电路结构简单,响应速度快,可靠性高。并采取软硬件结合启动与PWM速度控制方式,实现电机的启动与稳定运行[3-4],达到提高多旋翼无人机无刷直流电机的调速与控制功能。在驱动系统建立成功的基础上,分析执行单元的故障类型,并且针对驱动板故障与直流电机故障,提取自身状态量在线监测电机与驱动板的实时状况。本文将围绕无位置传感器无刷直流电机的数学模型、反电动势法转子位置检测、驱动系统的硬件设计与软件设计以及驱动电路板常见的故障等相关问题进行研究。最后,总结了全文所做的工作,提出了今后需要进一步研究的问题。