在高性能感应电机研究领域中,为了进一步提高电机控制精度、运行稳定性,电机系统谐波问题亟待解决。国内外汇川、啸驰等电机驱动方案制造商也相继投入对其研究。本文针对消除感应电机电流谐波引发的转矩脉动问题,进行了深入研究。首先,搭建三相感应电动机在不同坐标系下的数学模型,建立了三相感应电机稳态谐波数学模型,并依据狄利克雷收敛条件对电流傅里叶变换,推导感应电机电磁转矩与电流谐波之间的关系,得到谐波电流影响输出转矩进而影响电机转速降低系统控制性能,为此,针对电流谐波频率为基波倍频的数学特征,引入重复控制(Repectitive Control,RC)抑制电流谐波。其次,分析了感应电机矢量控制系统中重复控制的原理及设计原则,并指出重复控制的固有性缺陷。一是系统发生阶跃性扰动如突加减载、加减速时造成会因为内模延迟特性延迟输出控制信号降低电机系统动态性能,二是无法处理电机运行过程中参数变化及忽略分数阶造成的截断误差引起的控制偏差。为此,引入基于主动补偿思想的非线性控制器Tornambe控制器(Tornambe Control,TC)。此外,详细介绍了Tornambe控制器的基本原理,建立了两相同步旋转坐标系(dq)电动机模型,并且为了降低参数设计的难度,使用了反馈线性化动态解耦技术将电流回路非线性TITO系统解耦为SISO单变量系统。通过仿真研究了Tornambe控制器的参数定律,利用Tornambe控制器中的扩展状态观测器来提高系统的鲁棒性。针对重复控制器响应滞后的问题,增设前馈通道以提高系统的动态响应速度。采用控制器结合方法设计基于重复Tornambe控制(RTC)的感应电动机电流谐波抑制策略。使用小增益定理分析系统稳定性,并在MATLAB/Simulink中对该算法进行了验证,有效抑制了电流谐波和转矩脉动。最后,在Altium Designer16中绘制了变频器电路、IGBT驱动保护电路、片外AD采样电路、基于TMS320F28335芯片的控制电路、隔离检测电路。在CCS6.0中编写了矢量控制、转速检测、片外采样、电流谐波抑制等算法C程序。初步设计了感应电机矢量控制系统软硬件实验平台。