针对异步电机速度控制系统中的未知负载问题,本文在反步控制策略的基础上,将自适应算法应用到不确定性负载转矩,设计了新型自适应负载转矩观测器,实时在线精确估计了未知负载的变化。同时将反步控制和自抗扰控制策略结合,提高了系统的抗扰动性能,实现了异步电机高性能速度跟踪控制。在异步电机转子磁链效率优化控制中,设计了基于转速误差的协调优化控制算法,解决了给定转子磁链与最优转子磁链切换时间点难以把握的问题。基于LINKS-RT实验系统的异步电机平台验证了本课题的有效性。第一,阐述了本课题的研究目的和意义,简介了异步电机的数学模型和矢量控制原理。第二,将反步控制策略结合自适应机制,设计了负载的自适应律,搭建了新型自适应负载转矩观测器,实时在线精确估计了负载的变化,提高了负载转矩观测器的响应速度。相比传统的自适应反步控制算法,新型自适应反步控制策略在抗扰动性能和负载转矩观测器的响应速度等方面具有显著优势。第三,在反步控制策略的基础上,通过自抗扰方法设计转速环和磁链环,形成了自抗扰反步控制算法。扩张状态观测器将扰动补偿到转速控制器,提高系统的抗干扰性能。电流内环采用反步法设计,提高系统的响应速度。仿真验证了方案的有效性。第四,建立稳态时的异步电机等效电路,分析电机损耗与转子磁链的关系,求取损耗最小时的最优转子磁链。当电机运行在稳态时,给定转子磁链就会平滑切换到最优转子磁链,实现效率优化控制。但电机由稳态变为动态的时间难以精确获知,因此难以把握转子磁链的切换时间。基于转速误差的高斯平滑切换函数应用到异步电机的转子磁链协调控制中,解决效率优化控制中转子磁链切换的时间点难以精确获知的问题。第五,基于LINKS-RT实验系统的异步电机平台对所提方案进行了实验验证。将新型自适应反步控制算法与传统自适应反步控制作对比,通过对转速响应时间、负载转矩观测器的收敛速度以及抗负载扰动性能等方面进行了实验验证分析。实验平台验证了转子磁链协调优化控制算法的实用性。综上所述,针对异步电机速度控制系统中的未知负载扰动问题,本文利用反步和自抗扰控制算法,实时在线精确估计了负载转矩的变化,提高了系统的抗负载扰动性能。基于转速误差的转子磁链协调控制算法,解决了转子磁链切换时间点难以把握的问题,实现了异步电机效率优化控制,具有良好的应用前景。