针对工业传动应用环境下的异步电机控制系统高效运行需求,本文对电机控制模型进行深入探讨,从系统中的整流器和异步电机控制器两方面展开矢量控制物理和数学模型分析,并根据异步电机大范围调速运行特性分析异步电机运行过程的多维约束条件方程,设计基于转子磁链定向矢量控制策略的调速过程暂态变励磁控制算法。首先,设计支持单位功率因数运行的异步电机驱动拓扑,结合低纹波、高速采样、多级保护和接口通用化等研究需求,研制集整流和逆变于一体的异步电机实验装置。然后,为加快算法开发进程,构筑安全高效实验调试环境,设计一套具有高效、强实时性的通用嵌入式软件构架,并基于TMS320F28335编写通用性底层驱动库。在CCS6.0开发环境上,利用通用软件构架实现异步电机控制算法与整流器控制算法分别跟底层驱动库的对接。由此,形成一系列有关变流器与异步电机应用层算法库。配套嵌入式软件构架,在.NET平台上设计具有监控,分析和存储功能的上位机软件。最后,在整流逆变一体化实验装置上进行基于电压定向的高效整流器控制实验和基于转子磁链定向的异步电机变励磁矢量控制实验。通过实验对装置进行量化分析,测试装置的运行性能与电机控制算法的控制性能。