感应电机无位置传感器转子磁链定向控制既可以降低驱动硬件成本,提高驱动系统可靠性,又可以实现高性能闭环调速,一直是研究者和工程师们研究的热点。基于感应电机基波动态模型进行转子磁链观测和转速估计是通用性最强、应用最为广泛的方法,但这类方法对磁链观测器和控制器的设计要求较高,在低速下要保证稳定性也较为困难。针对这些问题,研究了基于自适应降阶观测器的感应电机无位置传感器转子磁链定向控制系统。首先,对感应电机基波动态模型进行了推导,分析了转子磁链定向控制的原理并阐述了其实现方法。接下来,探究了转速估计与转子磁链观测的关系,在转子磁链观测器理想的前提下推导了模型参考自适应转速估计方法。由于电压模型无法在低速下准确计算转子磁链,通过为电压模型引入转子磁链观测误差反馈设计了直接磁场定向自适应降阶观测器。为了合理整定观测器的增益,对观测器进行了小信号分析,分析结果说明观测器的实现与转速无关有助于简化分析,同时复增益对于保证除了同步角速度为0外的全部运行点的局部稳定性是必要的。观测器输入信号、控制器反馈信号和电磁参数的准确性对感应电机闭环驱动系统的性能也有很大影响。逆变器非线性因素使定子电压与参考电压之间产生误差,对其进行了简化建模,并提出了一种基于近似电压模型反馈信号的补偿方法;定子相电流采样不可避免的误差对闭环系统转速的影响得到了阐明;磁链观测器对电磁参数的敏感性通过频率响应得到了分析,低速下由电流模型主导、高速下由电压模型主导的磁链观测器被证明可以有效降低参数敏感性。实验平台基于PE-Expert3数字控制器搭建。进行了基于有位置传感器电流模型的间接磁链定向控制、逆变器非线性因素补偿和基于无位置传感器降阶观测器的直接磁链定向控制实验。实验结果验证了理论分析结果,说明了所设计的无位置传感器转子磁链控制系统可以在较大的运行范围内保持稳定,并具有良好的动态和稳态性能。