随着科技进步与发展,家用清洁机器人开始步入人们的视野,为解决清洁机器人在实际运行中出现噪声大、续航时间短等问题,本课题以玻璃清洁机器人为背景,研究了无刷直流电机的速度控制算法。本文的主要研究内容如下:(1)根据无刷直流电机的结构以及运行原理,得到电机的霍尔信号时序图,进而推导出驱动电机的PWM时序图。随后搭建了一套以STM32为核心的硬件系统,其中包括主控电路、驱动电路、通讯电路等,然后根据玻璃清洁机器人的工作特点,在本文设计的硬件平台上设计了一套控制算法,其中包括转速/电流测量算法、电机换相控制算法、边缘检测与直线行驶算法。(2)基于电机的运行的特点,设计了无刷直流电机电流/转速双闭环控制系统,根据电机的数学模型进行电机本体仿真以及双闭环控制系统仿真,同时以电机的动态方程为基础结合伯德图法计算得到转速控制的PI参数,并进行双闭环控制系统仿真实验,实验结果表明双闭环控制算法对电机转速可实现有效控制。(3)基于无刷直流电机仿真模型,将神经网络控制和模糊控制进行融合,提出BLDCM的模糊神经网络控制器,并实现网络功能的仿真。最后在ARM处理器上实现了电机的双闭环控制算法以及清理机器人的系统功能,所设计玻璃清洁机器人控制系统能稳定的实现水平和垂直玻璃面的清洁功能。