随着新能源汽车技术的不断发展和国家新能源政策的大力扶持,电动汽车朝着速度更快、动力更强方向不断迈进,从而对电机驱动系统提出了更高的要求。近年来感应电机因其结构简单、可靠性高、成本低廉等优点,被广泛地应用在电动汽车中。然而电动汽车的高速化使得载波比大大降低,磁链观测器估计的磁链相位误差明显增大,由此对感应电机控制性能产生了一定的负面影响。因此本文针对载波比较低时感应电机全阶磁链观测器估计磁链相位精确性进行了改进,使得感应电机在载波比较低运行时,具有较高的动态性能和转矩输出能力。首先,给出了感应电机在不同坐标系下的数学模型,简述基于转子磁链定向矢量控制的基本原理。列写弱磁控制区的感应电机电压电流限制方程,推导弱磁控制区的最优转矩电流曲线,计算不同弱磁区域的励磁电流和转矩电流的最优值,实现感应电机优异的弱磁控制性能。感应电机高速运行使得同步坐标系下电流耦合加剧,从系统零极点图和伯德图可知,矢量PI控制器比前馈解耦PI控制器解耦能力更强,并且对电机参数不敏感,可以提高系统高速运行时的电流控制性能。基于上述分析,本文使用具有强鲁棒性的弱磁控制方法,减小了电压过冲,同时具有电机参数不敏感等优点。其次,建立了全阶磁链观测器的数学模型,讨论了前向欧拉法、后向欧拉法、双线性法和预估校正法的稳定性。其中,预估校正法在较宽的速度范围内,仍旧维持稳定且计算复杂度适中,更适用于感应电机实时控制系统。分析了不同离散化方法估计磁链的相位误差,绘制了预估校正法相位误差与载波比的变化曲线,发现相位误差的增大导致矢量控制系统最大输出转矩降低。针对此问题,本文提出了具有相位校正功能的改进全阶磁链观测器,利用Matlab/Simulink仿真软件搭建控制系统的仿真模型,验证了改进方法的有效性。最后,基于TMS320F28379为控制核心的电机对拖实验平台,对所提出的全阶磁链观测器改进方法进行了实验验证。通过前向欧拉法和预估校正法对比实验,验证了载波比与估计磁链相位误差之间的关系。全阶磁链观测器相位校正前后的实验结果表明,所改进的方法有效减小了估计磁链的相位误差,增大了系统的峰值转矩,提高了电机控制系统的动态性能,并且验证了电机弱磁控制策略的正确性。