随着电力电子技术和自动控制理论的不断发展,感应电机在伺服领域中逐渐得到了应用。感应电机因具有结构简单、可靠性高、易于维护以及成本低廉等特点,使其在伺服控制领域具有很强的竞争力。但由于感应电机是多变量、强耦合的非线性系统,且转子磁链难以获取,同时其控制系统中存在着诸如参数摄动和负载转矩扰动等不确定性,这些因素导致了实现感应电机高性能控制难度较大。因此,研究感应电机的控制策略及相关技术,不仅具有重要的理论意义,而且具有很高的实际应用价值。论文以基于转子磁链定向的感应电机转速控制系统为研究对象,对感应电机的磁链观测技术、无速度传感器技术、再生能量回馈系统控制策略以及感应电机转速控制策略进行了深入的理论研究。　　为了能够准确观测感应电机转子磁链,为实现电机转子磁链定向控制提供必要条件,本文提出了一种基于非奇异终端滑模和高阶滑模的闭环转子磁链观测器。首先,分析了感应电机的可观测性,为转子磁链观测器的设计提供理论依据。然后,结合非奇异终端滑模和高阶滑模,设计了高阶非奇异终端滑模转子磁链观测器;通过设计非奇异终端滑模面,提高了滑模观测器的响应速度;通过设计高阶滑模控制律,消除了常规滑模观测器的抖振现象,从而省去了低通滤波环节,避免了常规滑模观测器由于外加低通滤波器而导致磁链观测值相位滞后的问题,达到了提高观测器精度目的。最后,对所提方法进行了仿真实验,结果表明,较常规滑模观测器,所提观测器有效的抑制了抖振现象,提高了磁链观测精度,并对电机参数摄动及外部负载扰动具有较强鲁棒性。　　为了实现感应电机的无速度传感器控制,本文提出了一种全局高阶滑模转速观测器。首先,分析了转子参数变化对电机矢量控制系统的影响。然后,针对常规滑模观测器趋近运动阶段不具备良好鲁棒性,以及收敛速度慢的问题,设计了全局非奇异终端滑模面,保证系统状态在初始时刻即处于滑模面上,消除了常规滑模控制的趋近运动阶段,使滑模观测器在整个响应过程均具有良好的鲁棒性;非奇异终端滑模保证了系统状态能够在有限时间内收敛,提高了观测器的响应速度;为了维持系统状态的滑动运动,设计了高阶滑模控制律,得到了平滑、无抖振的控制信号,可直接用于电机转速及转子时间常数的辨识。最后,利用仿真实验对所提方法进行验证,结果表明,所提观测器能够快速、准确地观测到电机转速及转子时间常数,具有良好的鲁棒性。　　为了保证电机再生能量回馈系统具有较强的鲁棒性,能够将制动过程中电机产生的再生能量高质量地回馈至电网,实现电机节能运行,本文提出了感应电机能量回馈系统的模糊高阶滑模控制方法。首先,分析了感应电机再生能量的回馈过程。然后,考虑到能量回馈系统控制的性能主要取决于回馈电流的控制,针对电流环,设计了模糊高阶滑模电流控制器;利用高阶滑模控制,保证能量回馈系统具有较强的鲁棒性,并使抖振现象得到有效抑制,提高了回馈电流的控制精度;通过设计模糊控制器,建立了高阶滑模控制律增益与系统状态之间的关系,实现了滑模控制增益在线调节。最后,对所提方法进行了仿真实验,结果表明,所设计的模糊高阶滑模控制系统,实现了电机再生能量高功率因数正弦电流回馈至电网,并且对系统负载变化具有较强的鲁棒性。　　为了提高感应电机转速控制系统的动静态性能,本文提出了一种基于负载转矩自适应的转速高阶滑模控制方法。首先,通过设计非奇异终端滑模面,保证电机转速、直轴和交轴电流能够在有限时间内收敛。然后,针对负载转矩变化频繁的特点,设计了一种具有负载转矩自适应的高阶滑模转速控制器,实现了负载转矩及转动惯量的在线估计,提高了系统的鲁棒性。最后,针对动态过程中,电机励磁电流和转矩电流之间存在耦合电压的问题,通过电压前馈补偿,实现了定子电流动态解耦,使电机励磁电流和转矩电流具有完全独立的动态特性,提高了电机电流控制的动态性能;针对解耦后的定子电流,设计了二阶滑模电流控制器,提高了电机定子电流的控制精度。仿真结果表明,所提方法具有响应速度快,跟踪精度高的特点,并对负载扰动变化具有较强的鲁棒性。　　通过本文的研究,实现了感应电机的无速度传感器控制。利用所设计的高阶滑模转子磁链观测器,实现了转子磁链的准确观测。利用全局滑模转速观测器实现了电机转速实时估计。针对电机制动过程产生的再生能量,采用三相电压型整流器作为系统网侧变换器,并设计了网侧变换器的模糊滑模控制策略,实现了再生能量向电网以高功率因数回馈。为了改善电机转速控制性能,设计了基于转子磁链定向的感应电机转速滑模控制策略。最后,设计了无速度传感器感应电机转速控制系统,包括硬件电路设计和软件设计,并进行了实验验证。本文对感应电机的无速度传感器控制的研究,解决了感应电机应用于伺服领域的一些技术问题,为实现高性能的感应电机控制系统打下良好基础。