异步电机因其可靠性高、成本低等优点在电动汽车、风力发电等领域得到广泛应用，矢量控制方案则因其优异的控制性能受到人们青睐。尽管异步电机矢量控制是一个相对成熟的课题，但是各应用场合对驱动系统的转矩控制精度、运行可靠性提出了越来越高的要求，而且高性能矢量控制仍然存在一些难点和挑战。为此，本文将从磁链观测、转子时间常数在线辨识、无速度传感器控制三个方向开展研究，以提高系统转矩控制精度和可靠性。
　　电压模型是结构最简单的磁链观测器，但是存在众所周知的纯积分问题。尽管基于带通滤波器的改进方案可以有效滤除反感应电动势中的直流分量并抑制反感应电动势中的高频噪声，但是其动态性能仍有待提升。为此，本文将以复矢量分析方法阐述带通滤波器方案的演化过程，进而提出带通滤波器方案的优化实现策略及参数设计方法。最终，基于估计磁链构建转矩闭环控制，提高了系统转矩控制精度。
　　电机定子电流和转子磁链的点乘值、转矩、d轴定子电压均可作为设定物理量来构成一个模型参考自适应系统(Model reference adaptive system，MRAS)，实现转子时间常数的在线辨识。但是辨识系统中比例积分调节器参数的选取缺乏理论依据，同时辨识系统的稳定性也需要深入分析。为此，本文提出通过修改传统转矩模型中参考转矩计算式进而构造一种改进转矩模型，以此避免错误平衡点问题。本文提出在传统d轴定子电压模型中引入定子频率和转矩电流信息以扩大辨识模型的有效作用区间。此外，分析了MRAS中比例积分调节器参数对三个辨识系统转子时间常数收敛动态过程的影响，这为调节器参数的优化选取提供了设计思路和理论依据。
　　用于无速度传感器控制的dq旋转坐标系下的静态补偿电压模型存在固有的代数环问题。为了解决这一问题，通常在控制系统中引入一个低通滤波器。本文通过理论分析发现:低通滤波器的截止频率选取不当会造成系统的不稳定。为此，本文提出一种截止频率随转子角频率自适应变化的设计方案，避免了磁链崩溃的不稳定现象。此外，本文深入分析了定子电阻偏差对无速度传感器控制系统的稳定性影响。