直流电机由于易于控制而在早期的调速控制系统中获得了广泛的应用，不过，它却存在着诸多的换向器缺陷。近年来，通过应用矢量控制技术，感应电机已经可以象直流电机一样得到控制。随着电力电子技术和微处理器技术的发展，感应电机在调速控制特别是在电力牵引传动控制中的应用受到了人们越来越多的关注。一个高性能的调速系统必须具有良好的参考速度跟踪和干扰抑制响应，且性能对系统参数变化不敏感。在负载变化不大、操作条件不会使系统远离其线性平衡点时，传统的PI控制器具有易于实现和高有效性等优点。不过，到目前为止，控制器的参数整定问题仍未得到较好的解决；而且，由于它只有一个自由度，因此很难同时提供好的跟踪和调节性能。另外，高性能的调速系统需要高精度的速度反馈信号，而速度传感器的安装会增加成本，降低可靠性并加大了对电磁噪声的敏感性。因此，近年来无速度传感器矢量控制技术便成为一个研究热点，众多学者致力于对无速度传感器感应电机控制系统的研究。　　为此，本文对三相感应电机矢量控制中存在的鲁棒调节器设计和无速度传感器控制等问题展开了理论与应用研究，主要工作如下。　　1.针对常规 PI控制器对非线性、时变、高阶感应电机驱动系统不能达到较好控制效果的问题，提出两种改进的PI/PID控制器参数整定方法。　　1)幅值裕度优化法：首先针对常规基于优化算法的 PI/PID控制器参数整定方法原理复杂、计算量大、难以被现场工程人员所理解和应用等问题，提出了一种基于数值优化的 PID控制器参数整定方法；该方法利用优化工具箱中的最小最大函数，以明确依赖于频率的稳定裕量作为目标函数来优化控制器参数，具有算法简单、容易理解等优点；仿真结果表明，利用本文提出的控制器整定方法得到的控制器，在系统参数发生变化的情况下，能保证系统的鲁棒稳定性和良好的静态性能。　　2)混合优化法：由于幅值裕度和相位裕度经常被作为系统鲁棒性量测的重要指标，而且相位裕度大小由于与系统的阻尼相关联还常用于衡量系统性能的好坏，为此本文提出了一种同时对系统幅值裕度和相位裕度进行优化的 PID控制器参数整定方法；仿真和实验结果表明，本文提出的控制策略能够获得鲁棒及优化的转矩和速度控制性能。　　2.针对传统矢量控制系统采用的PI调节器只有一个自由度，不能同时满足参考输入跟踪和干扰抑制两种性能指标的问题，提出了一个具有二自由度的参考模型跟踪控制器设计方案。该控制器由鲁棒转子磁链估计器（RRFE）以及参考模型跟踪控制器（RMTC）两个部分构成。RRFE主要用于转子磁链估计，以确保转子磁链获得快速准确的定向。而RMTC则在电机参数发生变化和出现干扰的情况下，获得磁链和转速的渐进跟踪性能。仿真试验结果表明，干扰得到有效抑制，系统具有较好调速性能。　　3.定子电阻的准确估计能显著改善磁场定向控制在低速时段的调速性能。为了提高定子电阻的在线估计精度并减小计算量，提出了一种参考模型自适应定子电阻估计方法。该方法以暂态下的有功功率为参考模型，稳态下的有功功率为调节模型来构建参考模型自适应系统，所采用的两种模型均不依赖于转子电阻和转子时间常数；在建立模型的基础上，应用 Popov超稳定性理论，经过严格推导得到了定子电阻辨识自适应律；通过将定子电阻的估计值反馈，减小了定子电阻变化对对转子磁链观测和速度估计的影响，同时也减轻了矢量控制系统在低速时段的性能恶化问题。仿真和实验结果表明，该方案能对定子电阻和转速进行有效的在线估计，所设计的矢量控制系统具有良好的动静态性能。　　4.针对降阶观测器原理简单，系统维数低的特点，提出了一种简单的用于感应电机无速度传感器控制的降阶观测器设计方法。该方法以磁链误差作为校正反馈项，利用电流和电压模型组合成一个降阶观测器，然后将电机模型和观测器进行线性化，在此基础上，利用劳斯-赫尔维茨稳定判据和极点配置方法得到了观测器增益。仿真结果表明该方法具有良好的速度估计性能。