论文的研究工作主要是围绕着交流异步电机直接转矩控制来开展的，主要涉及控制策略研究、磁链观测和速度辨识研究、滑模直接转矩控制研究和轨道牵引直接转矩控制工程运用等几个方面。 在详细分析传统直接转矩控制的缺陷和各种改进控制策略的基础上，提出了基于区域电压矢量表的新型直接转矩控制策略。利用预测控制方法，可以选择任意相位的电压矢量，从而提高了直接转矩控制的动态性能，减小了低速转矩脉动，同时具有对参数变化良好的鲁棒性。 在分析电压模型磁链观测和高通滤波法磁链观测缺陷的基础上，提出了基于开环的分部高通滤波方法和基于闭环的正交非线性矫正反馈补偿磁链观测方法，前者简单实用但是观测精度仍存在有误差，后者可以完全补偿高通滤波带来的幅值和相位误差。 构造以定子电流和定子磁链为状态变量的全阶观测器，利用此全阶观测器直接观测出定子磁链，同时可以辨识出电机转速和定子电阻。全阶观测器具有对电机参数变化和速度变化好的鲁棒性。在速度辨识中，对李雅普洛夫函数的求导结果没有省略任何项，提高了速度辨识精度。 把滑模变结构控制引入到直接转矩控制中，提出了滑模直接转矩控制策略。论文中推导了滑模等效控制函数，并证明了滑模的存在性和可达到性，系统具有很好的鲁棒性。论文中还设计了以定子电流和转子磁链为状态变量的全阶滑模观测器，在无速度传感器运行下具有对参数鲁棒性好的特点。 在以地铁为背景的轨道牵引直接转矩控制工程运用中，设计了所有的核心控制算法并编写了相应的程序，实现了全速范围内平滑运行(1：200的调速范围)、开关频率控制(控制在500Hz以下)、启动和断电再启动控制，完成了绝大部分的地面空载和负载实验。