异步电机控制作为交流调速领域的研究热点之一，是典型的不确定性非线性系统的鲁棒控制问题。并且磁链不能直接测量，其精确估计也是一个难题。本文对存在参数摄动等不确定因素时，异步电机的控制器和磁链观测器进行了深入研究。以此为基础，研究了电机控制中转矩与效率的优化问题。大量的仿真计算表明了所提方法的优越性，并进行了部分样机实验。 论文根据系统能量函数的概念，提出了异步电机的L2增益鲁棒控制器。这一新的控制方法通过非线性状态反馈与误差反馈，保证扰动对控制的影响小于给定的性能指标。理论分析和仿真结果都证明了存在电阻参数摄动时控制器具有优良的性能。同时控制律的构成较为简单，易于工程实现。论文对几种非线性控制方法进行了分析比较，由此提出了异步电机控制器的统一结构形式。根据这一结构，可以按照实际要求综合运用各种方法，达到控制性能与控制代价的合理折衷。 论文分析了二阶扩张状态观测器ESO的收敛性能和参数整定规律。提出了基于ESO和定子电阻自校正律的异步电机磁链观测器。利用ESO可以得到未知转子电阻的估计，从而消除了它对磁链观测的影响。根据稳态运行特性，设计了定子电阻的自校正律，不断更新ESO中的定子电阻。该观测器对于转子和定子电阻摄动均具有很强的鲁棒性，明显优于传统的电压型和电流型磁链观测器。 论文对带有上述控制器和观测器的异步电机控制系统进行了仿真研究。不同情况下的仿真结果表明了本文提出的新方法实现了不确定条件下异步电机的非线性控制。 论文分析了电机稳态输出的最大转矩范围，给出了解析表达式，可以作为驱动系统设计的参考。结合前述控制方法，研究了转矩动态提升技术，在保持定子电流幅值基本不变的条件下，可以得到短时动态大转矩。 论文研究了使稳态运行效率最优的磁链优化方法。在本文控制方法基础上，利用黄金分割法在线搜索最优磁链，同时保持调速性能。 完成了一套基于DSP的异步电机控制系统实验装置。实现了本文提出的异步电机L2增益鲁棒控制，实验结果与理论分析和仿真一致。