为了改善传统直接转矩控制(DTC)调速系统中存在的转矩及磁链脉动过大等问题,将自抗扰控制、滑模控制等先进控制理论应用到异步电动机DTC中,设计了新的控制策略,达到有效削弱转矩和磁链脉动等效果。总体内容如下:首先,阐述本课题研究的目的、意义以及国内外异步电动机控制方法研究现状,接着简要介绍章节安排和主要研究内容。其次,介绍异步电机基于滞环比较器和电压向量开关选择表的传统DTC的原理,通过搭建仿真实验模型,利用Matlab/Simulink软件完成了仿真实验。再次,阐述自抗扰、滑模控制理论的原理,为了提高动态响应速度以及增强稳态抗扰性等,采取转速自抗扰控制器取代传统的PI调节器,新型趋近律构成的转矩、磁链滑模控制器取代滞环比较器,并且结合SVPWM技术驱动异步电动机。在Matlab/Simulink软件环境下进行对比仿真实验,结果表示该控制策略可以有效减小传统DTC系统的转矩、磁链和电流脉动。然后,为了改善传统一阶滑模固有的抖振现象,根据超扭曲滑模(Supertwisting,St)和终端滑模控制原理,设计Super-twisting转速控制器和非奇异终端滑模磁链、转矩控制器。仿真实验结果显示此控制策略响应速度较快,同时也能有效地改善抖振现象,并且削弱了传统DTC的转矩及电流脉动。最后,考虑到传统的定子磁链观测模型,在电机不同速度运行时受到定子电阻变化以及纯积分器等影响,导致磁链估计不准确,因此设计改进型定子磁链观测模型来准确估计定子磁链变化;针对实际控制系统中存在负载未知以及多变的情况,基于Super-twisting控制理论设计Super-twisting负载转矩观测器以减小系统的不确定性,实现系统的精确控制。仿真实验结果证实Supertwisting磁链以及转矩观测器可以实现快速跟踪和精确观测。最后,根据异步电动机DTC下的损耗模型以及稳态损耗与定子磁链、电磁转矩以及转速之间的关系,推导出稳态时最优定子磁链,使电机在稳态运行时可以实现效率最优控制。Matlab/Simulink的仿真实验结果表示,稳态运行时通过效率最优定子磁链的控制方式能够降低损耗。综上,基于自抗扰以及滑模控制理论所设计的异步电动机DTC系统在降低了转矩和电流等脉动的同时,削弱了传统滑模固有的抖振现象,通过不同观测器增强了电机控制的精确性,并且稳态运行时能够降低损耗,提高能量利用率,在今后的调速系统中有较好的实际应用价值。