感应电机直接转矩控制变频调速系统已向高性能方向发展,本文以高性能感应电机变频调速系统为研究对象,在转速检测和闭环控制策略等方面进行理论分析和研究。在感应电机控制中,应用新的非线性控制理论,对提高工业控制器性能水平具有十分重要的意义。本文首先针对感应电机难以建立精确数学模型和基于传统自抗扰的直接转矩控制系统参数整定困难,提出了改进型自抗扰控制方法。改进思路包括滑模变结构和ADRC相结合的复合自抗扰控制、局部线性化自抗扰控制和Tornambe控制(TC)三种控制策略。通过在ADRC结构中引入滑模变结构控制器,达到参数整定容易,可调参数减少,使控制作用更加平缓的目的,在感应电机的磁链环和转速环均设计了复合自抗扰控制器,仿真验证系统的动、静态性能、鲁棒性能得到了改善；局部线性化自抗扰控制是对ADRC中的非线性组合进行局部线性化改造,通过线性扩张状态观测器对感应电机模型中参数摄动、未知扰动引起的模型不确定性以及各种外部扰动进行估计并补偿,既降低了自抗扰控制器的设计难度,又减少了整定参数,便于工程应用推广；而基于相对阶状态反馈的TC控制器,是自抗扰控制的另一种优化的控制器形式,可以证明在统一的假设条件下,TC控制器等价于局部线性自抗扰控制,在感应电机控制的转速环和磁链环设计了串级TC控制器,实验表明,TC控制在感应电机应用中取得了较好的控制效果。本文然后完成了系统硬件电路的设计和软件系统的实现,完成了感应电机自抗扰控制的变频调速系统实验。同时研究了带有转子磁链的全阶磁链观测器的MRAS转速检测方法和基于滑模磁链观测器的转速检测方法,提高了感应电机转速间接检测的精度,实现了感应电机无速度传感器直接转矩控制。并且对基于光电码盘的转速直接检测和基于MRAS的转速间接检测进行了比较。改进的自抗扰控制器研究与应用,设计简单,性能优良,感应电机的控制中有望取代PID成为新一代高性能的控制器。