为了改善电网电能质量、实现节能减排,研究异步电机高性能的交流调速技术是非常有要意义的。本文针对传统直接转矩控制所存在的缺点而引入模型预测控制对其进行改进,并将双级矩阵变换器与改进的预测直接转矩控制组合在一起应用到异步电动机交流调速系统中,这种组合系统可以同时具备双级矩阵变换器网侧单位输入功率因数、良好的网侧及负载侧波形、输出电压频率可调和直接转矩控制系统的结构框架简单、快速的动态响应、良好的稳定性等优点。本文对双级矩阵变换器和预测直接转矩控制组合而成的异步电动机交流调速系统进行了理论分析和仿真验证研究。本文对双级矩阵变换器的电路结构、控制方法和传统直接转矩控制系统的工作原理进行了分析。以传统直接转矩控制方法为理论分析依据,将模型预测控制引入到直接转矩控制中对电磁转矩和定子磁链进行预测控制,分析了基于模型预测控制的直接转矩控制的工作过程。将双级矩阵变换器和基于模型预测控制的直接转矩控制组合在一起应用到异步电机交流调速系统中,并对结合后的系统进行仿真验证。在仿真分析中,在异步电机空载的情况下,调节双级矩阵变换器的输出频率和输出电压,观察得到的输入输出电压和电流波形；对比传统直接转矩控制系统和基于模型预测控制的直接转矩控制系统仿真结果并且观察定子电流波形、电磁转矩波形和磁链波形。仿真结果验证了系统可以实现输入单位功率因数、具有良好输入输出波形的优点,而且比传统直接转矩控制动态响应速度快、转矩纹波小的优点。