永磁无刷电机具有效率高、体积小、调速性能好等优势,被广泛应用于电机驱动系统中。正常运行状态下,无刷直流电机通过霍尔传感器获取转子位置信息实现精确换相。然而,转子位置与转速预估是在霍尔传感器无故障状态下进行的,实际工作中,由机械振动与电磁干扰等引起的霍尔传感器故障将严重影响电机运行状态与性能。因此,针对无刷直流电机霍尔位置传感器故障诊断与容错控制的研究具有重要的实际工程意义。本文针对无刷直流电机运行过程中由霍尔传感器失效引起的单霍尔和双霍尔故障,提出一种基于霍尔矢量与霍尔状态序列的故障诊断方法,通过在霍尔跳边沿处矢量化霍尔状态,总结不同故障类型下霍尔状态变化特征,在不添加硬件诊断电路的前提下,诊断18种霍尔故障类型。同时归纳总结现有的转速、转子位置估计与容错控制方法,提出两种容错控制策略:改进型角度外插估计法与改进型混合观测器法。利用Altium Designer进行电机驱动器设计,包括电源电路、逆变器电路、驱动电路、电流电压采样电路及主控芯片外围电路的设计。最后,将霍尔传感器容错控制策略在所搭建的电机控制实验平台上进行测试。基于TMS320F2812 DSP进行软件编程设计,在模拟发生霍尔故障的情况下进行稳态运行、动态运行（包括转速突变与变负载运行）实验,以验证所提算法的有效性。实验结果表明,霍尔故障能够被快速诊断,采用本文所提容错控制算法的无刷直流电机控制系统具有良好的稳态性能与动态性能。