在轨道交通牵引传动系统中,异步电机是目前应用最为广泛的牵引电机。现有的异步电机高性能控制技术大都采用有速度传感器的控制方式,给系统带来了成本增加、结构复杂、维护困难等问题。应用无速度传感器控制技术,可以有效解决上述问题。转速估算是无速度传感器控制的核心环节,基于模型参考自适应的转速估算方法具有结构简单、低速性能好、动态响应快等优点,是一种实用性很高的无传感器控制方法。本文以一种新型的Z-MRAS转速估算方法为研究对象,对其估计精度、稳定性、参数鲁棒性进行了分析。针对模型非线性带来的多收敛点问题,分析了收敛点的位置、稳定性和运行状态,提出了一种混合转速辨识的改进方法,解决了零频锁定状态下转速无法有效观测的问题。首先,本文建立了异步电机数学模型,分析了采用转子磁场定向的异步电机矢量控制基本原理。然后,对模型参考自适应系统的基本理论、自适应律的设计依据、典型的模型参考自适应转速辨识方法进行了介绍。其次,对Z-MRAS转速估计方法的控制性能进行研究。分析了Z-MRAS转速辨识系统的结构,利用Popov超稳定理论推导了其自适应律。采用小信号线性化的方法得出了转速估算系统的闭环传递函数。通过不同工况下的根轨迹和特征根分布,分析系统的稳定性。建立估计转速关于定子电阻、转子电阻的敏感系数,分析了不同转速下系统对电机参数误差的敏感程度。再次,研究了模型非线性对转速收敛点的影响。观测转速不准的条件下,根据参考模型和可调模型表达式分析得出转速平衡点的位置,在电机运行的四象限内对其收敛性进行了初步判断。通过建立非线性系统状态方程,得出了转速偏移点、零频点的转速、磁链信息,并利用李雅普诺夫间接法对稳定性和收敛条件进行了分析。结合异步电机的运行状态,分析了零频点、转速偏移点电机的实际转矩输出与转矩指令和实际转速的关系。针对零频锁定观测转速钳位的问题,提出了一种采用直接法前馈补偿的改进方法,通过仿真对上述理论进行了验证。最后,在实验室5.5k W异步电机对拖平台上完成了Z-MRAS转速辨识方法的部分实验验证。