直接转矩控制技术是继矢量控制技术之后，发展起来的又一种高性能交流变频调速技术。然而，传统的直接转矩控制策略在转矩脉动和磁链轨迹方面存在许多不足，影响其发展和应用。本文在异步电动机直接转矩控制系统理论分析的基础上，针对传统的直接转矩控制策略存在转矩、磁链脉动较大，电流谐波大，开关频率不固定等问题，分别从定子磁链观测器和控制策略两方面进行改进研究。定子磁链观测器精度直接影响着直接转矩控制系统的性能。本文在分析传统定子磁链观测模型优缺点的基础上，针对电压模型存在直流漂移和误差积累的问题介绍了几种常用的改进方案，在此基础上，设计了基于幅值和相位补偿的定子磁链观测模型来提高磁链观测精度。在控制策略方面，分析了传统直接转矩控制系统的性能，针对其存在的转矩脉动大、开关频率不固定等问题，设计了基于矢量细分法的直接转矩控制策略和基于空间矢量脉宽调制的直接转矩控制策略（SVM-DTC），使系统性能得到有效提高，并对控制算法进行了详细阐述。然后，利用Matlab7.6/Simulink对传统直接转矩控制、矢量细分法和SVM-DTC进行了仿真比较，验证了改进策略能够有效的减小转矩脉动和电流谐波，并能使逆变器获得固定的开关频率。最后，以数字处理器TMS320LF2407A为控制核心、异步电动机为控制对象，分别设计了直接转矩控制变频调速系统的硬件部分和软件部分，通过实验结果验证了理论分析的正确性和有效性。