随着我国经济技术快速发展，以电力为能源的电动机逐渐取代其他机器日益广泛的各领域使用。而在如电动汽车、轨道交通、航空航天等领域，电机更是充分体现着重要性甚至不可替代性。相对于同步电机，异步电机结构简单，制造、使用维护较为方便，运行可靠且成本较低，转动噪声小。其较高的运行效率和较好的工作特性也让其能够满足大多数情况要求。

现阶段感应电机主要有恒压频比控制、矢量控制（磁场定向控制）、直接转矩控制。相对于其他两种控制方式，矢量控制方式调速范围宽低速性能以及启动性能均较好，因此在高性能感应电机驱动系统中较常使用。

电机在基速以下运行时保持磁通恒定，其转矩最大输出只受逆变器的最大允许输出电流限制；随着电机转速不断地上升在基速以上时，由于受到电机绕组端电压的限制，绕组反电势会不断增加，同时，电流的增大也会受到电机及变频器的容量限制。需要进行弱磁控制以减小反电动势，从而实现电机的高速运转。因此在基速以上，电机的最大输出转矩既要受电流限制，也要受电压限制。如果单纯地增加直流侧的电压，这样会使电机长期运行在超额定电压状态下，将严重损害电机。为了得到尽可能大的电机转矩输出和功率输出以及良好的系统动、静态特性，感应电动机运行在基速以上时可采用适当的弱磁方法。

1.2 国内外研究现状

在感应电机的弱磁矢量控制研究上，国内外各大科研机构、企业高校都有相关的研究。目前国内、外已有的以矢量控制为基础的弱磁控制方法基本可分为三类：1/ω弱磁、基于电压闭环的弱磁控制、励磁饱和的解析控制。三种方案各自优点与缺点都较明显。1/ω弱磁控制方法控制快捷方便，但很难达到最大转矩；基于电压闭环的弱磁控制此方法将参考电压值与最大电压比较，通过弱磁控制器将差值转化为励磁电流，该方法各项性能良好，但是不能有效利用直流电压；励磁饱和的解析控制控制精度较高但系统结构较为复杂，不同的方法在不同的领域要求内进行控制调整，使电机控制达到人们的预期希望。

近些年来，为了达到更好的控制效果与更大的控制范围，在这三种基础方法上国内外也相继研究出一些调整优化的策略，如国内中国汽车技术研究中心提出的恒交轴电压 (usq) 控制方法、华南理工大学张恒教授提出的基于PI控制的弱磁控制算法让动静态特性、浙江大学张寅孩团队基于转子磁场定向的考虑负载工况的电压闭环弱磁控制以及清华大学樊扬团队考虑负载转矩系数的弱磁调控方法以及其他一系列改进方案。

国外的相关研究则相对国内较早，在上世纪八九十年代就有相当多的专家教授进行了相关研究。Malardalen大学的Lennart Harnefors和KaiPietil#228;inen提出的扭矩最大化的弱磁控制方法、博洛尼亚大学G.Maroci提出的针对机器变化的鲁棒性参数和直流母线电压弱磁控制系统以及卡塔尔A＆M大学H.Abu-Rub提出的非线性反馈的非线性转子定向控制系统等一系列改进方法都从各方面不断为感应电机的控制提供新的思路与前景。

2. 研究的基本内容与方案

一、设计的基本内容和目标

（1）感应电机数学模型

（2）感应电机的矢量控制方式的原理和实现策略

（3）基于矢量控制的感应电机弱磁方法及其实现

（4）在matlab中搭建感应电机弱磁控制系统

（5）仿真结果与分析

二、技术方案