随着交流电机变频调速技术的不断发展与完善，交流传动已广泛应用于工业控制中，而矢量控制技术在交流调速中发挥着重大的作用。因此，研制出一款高性能的无速度传感器矢量控制系统具有重要的现实意义与广泛的市场需求。首先，本文在感应电机矢量控制理论的基础上分析了磁链观测模型中电压模型的优缺点。为了克服电压模型的缺点，本文提出了正交反馈补偿磁链观测模型与电压电流混合磁链观测模型。正交反馈补偿磁链观测模型用低通滤波器代替电压模型中的纯积分环节，并对低通滤波器引起的幅值和相位误差进行补偿。电压电流混合磁链观测模型通过设置合适PI参数使得电压模型与电流模型分别在高速和低速时起主导作用，充分发挥两者的优点。其次，本文分析了直接计算法估算转子转速的基本原理，该方法简单但严重依赖于电机参数。本文又分析了基于转子磁链、反电动势和无功功率的MRAS模型，其中基于反电动势的MRAS模型对参数的变化具有较强的鲁棒性并且稳定性好。本文利用小信号模型对基于反电动势的MRAS模型的PI调节器参数进行了最优化设计。再次，本文提出了一种全自动化离线辨识电机参数的方法，该方法无须功率表和变压器等工具，操作简便，辨识精度较高。最后，在Matlab/Simulink上对本文提到的各种辨识模型进行了仿真分析。并基于TMS320F28335DSP芯片设计了矢量控制系统的软硬件，在一台15kW鼠笼式三相异步电机上进行了实验，验证了矢量控制系统的各项性能。