在全球变暖的大背景下,近年我国出台了一系列的节能减排工作方案,其中就包括了加强工业节能的目标。而感应电机作为最为广泛使用的交流电机,其运行效率的提升对最终达成节能目标的影响也就最为深远。高效能感应电机的一个发展趋势是电机的可调速化,而无速度传感器控制则是可调速电机系统兼顾性能与成本的关键技术。本论文以无速度传感器感应电机调速系统为研究对象,主要围绕无速度传感器感应电机系统的参数不确定性以及运行稳定性展开研究。绪论部分,首先回顾了无速度传感器电机系统的研究现状,将需要解决的问题归为参数不确定性问题和低速发电模式不稳定问题,并分别对二者的研究现状进行了介绍,然后回顾了本文所采用的解决以上问题的主要手段“自适应观测器设计理论”的发展过程。正文部分,第二章推导了感应电机的数学模型,分析了鼠笼感应电机电路参数中的冗余情况,给出了状态可观测性和参数可辨识性结论,并统一介绍、比较了论文中出现的所有的状态观测与参数辨识模型以及它们各自的特点与潜在问题。第三章,提出了一种基于时分复用的参数解耦自适应无速度传感器控制方法,所用模型为转子磁链电压模型和电流模型,该无速度控制方法能够在电动工况下对定、转子电阻进行在线辨识,通过实验验证了在额外的梯形波磁链幅值激励下能够实现多参数辨识,同时也验证了在一定条件下定子电阻具有的解耦可辨识性;但是,该方法在理论上需要在励磁电流中注入脉冲获取磁场定向误差用于计算滑模校正项才能保证参数收敛性,否则观测子系统只具有输入到状态稳定性;此外,该方法由于采取了时分复用的激励策略,对电机信号中的信息的利用效率较低,电阻参数收敛速率较低。第三章还提出了一种状态变量为漏磁链与转子反电势的全阶模型,并为其设计了自适应观测器,虽然该模型符合Brunovsky标准型的形式,但是未知参数的回归项中存在着未知状态,这导致了该自适应观测器稳定的一个充分条件是某个观测器系数（k₂）取无穷大值;为了对电机信号中的信息进行充分利用,可以注入额外的正弦波磁链幅值激励以增强系统的参数可辨识性,从而提高电阻参数收敛的速率;但是,该方法只适用于电动工况。第四章,揭示了第三章基于漏磁-反电势模型所设计的自适应观测器的（误差动态方程的）线性化模型在发电工况下存在不稳定极点,在采用现有文献所建议的系统性的稳定性改良方法无果后,论文针对电机发电模式运行提出了一套观测器系数设计方案,拓宽了该自适应观测器在近零频运行区域的稳定运行范围,具体表现为除零频线外不存在右半平面极点,但是近零频线处系统稳定裕度下降;理论上来说,即便是采用了稳定性改善系数设计以后,该方法仍然只具有局部稳定性。第四章还讨论了一种既符合Brunovsky标准型的形式且未知参数的回归项中不存在着未知状态的状态变量选择,但是其相应的模型是非线性参数化的,即未知参数将多于三个;基于该模型,分别设计了三种不同的过参数化的线性参数化自适应观测器设计,相应的持续激励条件的阶数也都高于三阶,仿真结果表明此类设计难以保证未知参数的收敛。为了从根本上解决发电模式运行不稳定问题以及模型非线性参数化问题,第四章通过忽略误差动态方程中的高阶参数估计误差,将非线性参数化的误差动态方程化为线性参数化的误差动态方程,实现了基于一阶近似模型的稳定自适应观测器设计,实现在电动工况和发电工况下的无速度传感器控制和电阻在线辨识,且不需要根据工况来切换观测器系数;显然,该方法的局限就是其结论具有局部性,即要求定子电阻估计误差足够小。第五章讨论全局稳定性,如果假设定子电阻已知（该假设在较高转速运行时具有实际意义）,论文设计了两种全局稳定的转速自适应观测器,且可以将它们进一步扩展对转子电阻的变化在线自适应。随着自适应观测器理论的发展,一种适用于非线性参数化模型的高增益自适应观测器设计被提了出来,第五章将此设计理论应用于感应电机的非线性参数化模型,得到了一种全局稳定的,对转速、定子电阻和转子电阻自适应的观测器设计;在稳定条件的约束下,观测器系数?具有下界,同时参数自适应增益矩阵是随时间变化按照稳定条件所要求的更新规则而不断更新的;也就是说,电阻的辨识不能独立于转速进行调节,这在实验中表现为电阻参数估计的波形中出现显著的抖动,却无法人为地减小电阻的自适应增益的值。此外,也可以将电机的转速作为状态进行高增益自适应观测器设计,但是该高增益设计将在特定运行工况下出现参数低敏感性问题,这导致了参数辨识结果有偏、甚至发散;此外,该高增益设计的计算量较大,需要实时计算的状态数量多达23个。为了解决高增益自适应观测器的参数低敏感性等问题,一方面,第五章提出并验证了一种零反馈增益的降阶自然转速观测器,这说明高增益设计并不是必要的;另一方面,第五章不再采用自适应观测器对电阻参数进行在线辨识,转而提出了一套使得参数辨识独立于转速观测的参数辨识策略。论文包含了丰富的讨论,给出了转子电阻不准确情形下的间接磁场定向控制的转矩表达式,并基于该式提出了一种验证转子电阻估计结果准确性的实验;探索了感应电机全参数辨识的可行性,即除去转速、定子电阻和转子电阻之外,进一步考虑对漏电感和励磁电感的在线辨识,分析了电机参数敏感性随工况变化的变化情况,提出了敏感性重塑的思想,并通过仿真验证了其可行性;讨论了施加额外正弦磁链幅值波动激励所导致的转速脉动的削弱方法;讨论了系统状态的导数的重构方法,即状态变量滤波器和超螺旋算法;提出了一种有效减少转速暂态运行对电阻辨识的影响的时变电阻增益设计;分析了电感参数不确定性对自适应观测器的影响;对正弦稳态激励下的持续激励条件进行了分析,包括一种基于磁场定向坐标系的分析方法以及一种基于相量的分析方法,两者适用于不同的自适应观测器的参数收敛性分析;讨论了受运行转速所影响的转子电阻辨识方法及其对策;提出了一种适用于无速度传感器或无位置传感器系统的转动惯量辨识方法,所得转动惯量被用于转速观测器的实现。