传统的直接转矩控制策略在磁通轨迹和转矩脉动方面存在一些不足之处,尤其是低速性能远不及矢量控制,直接影响其发展与应用推广。本文从异步电机直接转矩控制系统理论分析、定子磁链的观测、转矩脉动降低以及系统数字控制的实现等方面进行了广泛而深入的研究,采用高性能数字信号处理器完成了异步电机直接转矩控制系统平台设计。作者针对传统采用的两点式砰-砰控制的直接转矩控制系统中电流谐波含量高,转矩脉动大,开关频率变化的缺点,分别从定子磁链观测器与系统控制策略两个方面展开大量研究。在分析了传统定子磁链观测模型局限性的基础上,针对电压模型纯积分直流漂移与积分饱和问题介绍了几种常见的改进算法,然后,重点讨论了两种混合定子磁链模型算法。在控制策略方面,概括比较了包括传统方案在内的三种典型控制方案—传统滞环-开关表直接转矩控制方式、离散空间电压矢量滞环直接转矩控制方式、恒定开关频率空间电压矢量直接转矩控制方式,算法在性能指标上得到逐步提高,并且对每种算法进行了详细阐述,在结合上述介绍的高性能磁链观测器基础上,通过构建整个仿真系统模型对算法作出验证,仿真结果表明磁链观测算法精度提高,控制算法有效地改善了传统方案的缺点。最后,本文设计了一套全数字型异步电机直接转矩控制系统实验平台,该系统由TMS320LF2407A型号DSP为核心的弱电控制电路和以IPM模块为主的强电主电路构成。利用汇编语言完成三种控制策略软件算法的设计,特别是磁链反馈量由混合磁链观测模型算法获得。在实验平台上完成了对电机调速系统的空载、满载、转速阶跃、负载阶跃等一系列试验,取得了预期的控制效果,实现了对异步电机的高性能控制。