实际工程中的被控对象普遍存在匹配或非匹配不确定性,因而不确定系统的控制问题一直是控制领域关注的焦点。滑模控制因其对满足匹配条件的不确定性具有不变性而著称,在控制理论和实际工程中都获得了广泛应用,但对于非匹配不确定系统则失去了其不变性优势;终端滑模的提出虽使得滑模控制具备了有限时间收敛特性,也获得了更高的控制精度,但却导致了控制量出现奇异性问题;同时,抖振现象长期以来制约着滑模控制理论发展和应用,因而抑制抖振的方法也一直是国内外学者研究的重中之重。感应电机驱动控制系统即为一个非线性、多变量、强耦合的非匹配不确定系统,其应用也已经向着更高性能要求的工业领域发展,这要求控制系统具有更高的动静态性能,如对负载转矩干扰、给定突变以及定转子参数摄动等不确定性具有强鲁棒性等,同时也对转子磁链/转速的观测技术提出了更高的要求。因此,进一改进终端滑模控制方法、解决上述控制及观测问题、提出具有更高控制性能和更宽广适用范围的无抖振终端滑模控制策略、设计出具有更高动静态性能的感应电机驱动系统,具有深远的理论意义和重要的实际应用价值。本文提出了一种无抖振全阶终端滑模控制策略,解决了奇异性和抖振问题,并实现了非匹配不确定MIMO系统的高性能控制,所提出的控制策略具有无抖振、无奇异、强鲁棒以及有限时间收敛等特性。进而基于该理论方法,针对感应电机转速控制系统提出了新的控制策略以及转子磁链/转速观测器设计方法,提升了系统的动态性能和对负载扰动及参数摄动的鲁棒性,并通过仿真与实验与其他主流方法进行对比,验证了所提方法的正确性和优越性,具体如下:(1)针对一类匹配不确定SISO/MIMO系统的控制问题,提出了一种无抖振全阶终端滑模控制方法,解决了长期以来制约滑模控制理论应用的奇异性问题和抖振问题。在终端滑模控制律的设计中规避了对指数函数的微分,从而消除了奇异性问题;设计了全阶终端滑模面和无抖振滑模控制律以消除由高频切换控制带来的抖振。理论的创新之处在于:将滑模面设计成不可测量或者计算、却可以获得其符号以实现切换控制的形式,结构更加简单且容易实现;理想滑动模态的相对阶被设计为0,异于传统的大于或等于1的形式,即系统的控制特性为全阶动态特性,而非传统的降阶特性,因此获得了平滑的控制信号,消除了由高频切换信号引入的抖振。相比于其他主流的滑模控制策略,所提出的控制方法具有无抖振、无奇异、收敛快、精度高、强鲁棒、易于实现等特点,仿真研究验证了本文所提理论的优越性。(2)针对非匹配不确定MIMO系统的控制问题,提出了一种结合反步法的无抖振全阶终端滑模控制策略,同时作为感应电机滑模控制的理论基础。常规滑模控制只能使得非匹配不确定MIMO系统的输出在有限时间内收敛到平衡点附近的邻域,而无法真正到达平衡点;而且现有研究中大多数依赖于严格的限制条件,如虚拟控制增益矩阵右伪逆存在、不确定性必须为状态相关或者慢时变形式等。为了突破了上述条件限制,提高终端滑模的控制品质,首先设计虚拟控制律以补偿非控制信道中的不确定性;再利用实际控制信号迫使非输出状态变量精确逼近虚拟控制量,从而使得系统输出能够收敛到平衡点而非其邻域,且无抖振控制律和全阶滑模面的设计使得虚拟控制和实际控制均为连续信号。经过仿真分析,所提方法的正确性和优越性得到了有效验证。(3)基于所提出的无抖振全阶终端滑模控制理论,针对感应电机矢量控制系统提出了一种新的转子磁链/转速观测器设计方法,解决了常规滑模观测器由于抖振导致的低信噪比问题,提高了观测器的精度和动态性能,并使其具备了有限时间收敛特性以及对干扰的强鲁棒性。首先针对一类有转速传感器的矢量控制系统,提出了一种新的转子磁链观测器设计方法;其次为一类无转速传感器的矢量控制系统提出了一种新的转子磁链/转速观测器设计方法,实现了无速度传感器技术。最后,通过仿真和实验与其他观测器对比,本文所设计的观测器具有响应快速、对系统扰动具有强鲁棒性,以及无奇异,无抖振等优势,观测结果平滑而连续,信噪比高,不须经滤波处理即可直接应用于感应电机矢量控制系统的实现。(4)针对双闭环感应电机转速控制系统提出了一种具有精度高、抗扰性强以及有限时间收敛等特性的控制策略,消除了常规滑模控制器中的奇异性和抖振问题,提升了控制系统的稳态精度、动态性能和对不确定性的鲁棒性。首先,将所提出的无抖振终端滑模控制理论的适用范围推广至非匹配不确定MIMO非线性系统;在外环控制器中,将电流给定设计为虚拟控制信号以补偿负载扰动及参数摄动等非匹配不确定性,转速和磁链的跟踪误差能够在有限时间内快速收敛到零,无抖振控制律的应用使得定子电流的给定为平滑的连续信号,不存在抖振现象,因此可以被实际电流精确跟踪;在内环电流控制器中,实际电压控制信号能够迫使电流稳态误差在有限时间内收敛到零,跟踪精度和动态性能都获得了提升。最后,结合所提出的转子磁链/转速观测器,通过感应电机矢量控制系统的仿真和实验,验证了所提出的控制策略具有更高的性能优势。