8.4 直流无刷电机(BLDC)：实验报告与综合评估

8.4 综合实验项目

综合实验项目是连接课程理论教学、仿真验证与工程实践能力的核心环节，旨在通过一系列递进式、系统化的硬件在环（HIL）与实物实验，全面检验与提升学习者对直流无刷电机（BLDC）控制系统的设计、实现、调试及性能评估能力。本小节将围绕“速度控制”、“位置伺服”和“动态响应测试”三大核心实验模块，构建一个从基础到高级、从单一性能到综合评估的完整实验体系。每个模块不仅包含明确的实验目标、详细的实施步骤与数据记录要求，更将融入先进的优化与控制策略，引导学习者深入理解参数整定、算法选择与系统性能之间的内在联系。

8.4.1 综合实验体系总体设计

综合实验的设计遵循“理论-仿真-实验”的闭环原则，强调以问题为导向，以性能指标为评价标准。实验平台基于第八章前述内容搭建，核心控制器可采用高性能DSP（如TI TMS320F28379D）或ARM Cortex-M4/M7内核MCU，功率模块、传感系统及上位机监控软件需准备就绪。

在开始具体实验前，必须完成系统标定，包括电流/电压传感器增益与偏移校准、位置传感器（如编码器）零位对齐，以及无传感器算法初始位置检测验证。这是确保所有后续实验数据准确可靠的前提。实验总体目标如下：

1. 深化理论理解：将磁场定向控制、自抗扰控制、智能优化算法等理论应用于实际问题。
2. 掌握工程技能：熟练完成控制系统参数整定、动态性能测试、故障诊断与数据后处理。
3. 培养系统思维：评估并权衡速度响应、跟踪精度、稳态误差、效率与转矩脉动等多项性能指标