感应电机交流传动系统广泛应用在日常的生产生活中。目前,传统的高性能感应电机控制方法主要有VC(Vector Control,矢量控制)和DTC(Direct Torqe Control,直接转矩控制)。随着微处理器的发展及应用,模型预测控制逐渐开始应用于电机控制中。其中,FCS-MPC(Finite Control Set Model Predictive Control,有限集控制集模型预测控制)因其能够直接利用变换器的离散特性和开关状态有限的特性,成为交流传动系统控制中研究的热点。与VC和DTC技术相比,FCS-MPC能够同时减小电流谐波畸变和降低转矩脉动,且具有快速动态响应、内部完全解耦和易于引入非线性约束条件等优点。因此,本文采用FCS-MPC作为系统的高性能控制策略。为了进一步改善系统性能,本文做了以下几个方面的研究:(1)传统感应电机预测控制系统中的权重因子的配置将会直接影响系统的控制性能且权重因子难以确定。所以本文在深入分析权重因子的选取对系统的影响的基础上,应用模糊控制算法实现对权重因子的动态调整,结果表明所提出的策略能够很好的平滑定子电流和磁链输出。(2)三相四开关驱动感应电机容错控制系统开关矢量少,输出功率小,难以满足系统在桥臂开关管故障时对系统响应速度以及控制性能方面的要求。本文在不改变其拓扑结构的前提下,通过对控制策略的改进,提出了一种三相六开关容错控制策略并与三相四开关容错控制策略在感应电机预测控制系统中进行了仿真对比验证。结果表明与传统三相四开关容错控制策略相比,系统到达稳态的时间更短,转矩脉动更小,定子电流和磁链输出更加平滑。(3)为实现对感应电机的无速度传感器控制,本文结合滑模控制理论和分数阶微积分理论设计了一种分数阶滑模磁链观测器,通过李雅普诺夫原理证明了其稳定性,并在此基础上实现了对转速的估计。其次,选用新型趋近律函数取代传统的符号函数以削弱滑模变结构普遍存在的抖振。仿真结果表明了所设计观测器能够较为精确地辨识出电机转速而且具有良好的跟踪性能。而后将其应用于感应电机预测控制系统中,实现了对感应电机的无速度传感器控制。