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交通拥堵成为制约城市发展的重要因素,大力发展新型轨道交通系统是解决城市拥堵的有效手段,作为新型轨道交通系统之一的中低速磁悬浮交通以其转弯半径小、爬坡能力强、维修费用低等优点,近年来得到蓬勃发展。在中低速磁悬浮列车中,常采用直线感应电机驱动系统作为动力来源,其可靠运行对中低速磁悬浮交通有着举足轻重的影响。保证直线感应电机驱动系统可靠运行的一个发展趋势是采用高性能的无速度传感器控制技术,即通过速度估计方案实现速度信息准确检测,如此,便可取消速度传感器。本文以应用在中低速磁悬浮列车的直线感应电机驱动系统为研究对象,致力于研究适用直线感应电机驱动系统的高性能无速度传感器控制方法。具体研究内容如下:在第二章中,从直线感应电机工作原理出发,得到相应的数学模型。随后,依据矢量控制理论,建立直线感应电机矢量控制系统。考虑直线感应电机在运行过程中,会出现动态边端效应。在动态边端效应作用下,电机参数（例如:励磁电感）会发生变化,并导致直线感应电机控制系统性能下降。为此,研究一种基于全阶状态观测器（adaptive full-order observer,AFO）的参数在线辨识方法。在此方案中,依据直线感应电机数学模型,推导得到以初级电流、次级磁链为状态变量的状态空间模型（state-space model）;在此基础上,得到直线感应电机的全阶状态观测器模型。随后,以状态空间方程作为参考模型（reference model）,以全阶状态观测器模型作为可调模型（adaptive model）建立模型参考自适应系统（model reference adaptive system,MRAS）,并选择波波夫超稳定性（Popov hyperstability）理论作为自适应律,实现励磁电感的在线估计。在第三章中,研究一种基于二阶滑模观测器（second-order sliding-mode observer）的速度估计方案。在此方案中,依据超螺旋算法（super twisting algorithm,STA）理论对直线感应电机的状态空间模型进行重组,使其不再包含速度信息,以此作为速度估计的参考模型。并以实际的电流模型作为可调模型,进而构成能够实现速度估计的模型参考自适应系统。此外,利用李雅普诺夫稳定性（Lyapunov stability）理论证明所研究速度估计方案的稳定性。考虑到初级电阻变化会对速度估计性能带来不利影响,利用并行的初级电阻在线辨识方案提升系统鲁棒性,进一步保证速度估计性能。在基于电机模型的无速度传感器控制技术中,基于锁相环（phase-locked loop,PLL）的速度估计方案以其易于实现,灵活性高,性能较好等优点备受青睐。然而,传统的基于锁相环的速度估计方案运行在升降速时,可能会出现速度估计性能下降的问题。基于此,为实现速度准确估计,研究基于新型锁相环的速度估计方案,其中包括基于3型锁相环（type-3 PLL）的速度估计方案和基于双环锁相环（dual-loop PLL）的速度估计方案。在第四章中,首先简要介绍了传统的基于锁相环的速度估计方案,并对其进行性能分析。然后,详细介绍了基于3型锁相环和基于双环锁相环的速度估计方案。在基于3型锁相环的速度估计方案中,设计新型的环路滤波器（loop filter,LF）替代传统的基于比例积分（proportional-integral,PI）控制器的环路滤波器,如此,基于3型锁相环的速度估计方案可以等效为一个3型控制系统,进而实现速度的准确估计。在双环锁相环中,在传统的锁相环基础上,通过增加系统环路,提升速度估计性能。此外,考虑锁相环的抗干扰能力有限,不足以应对电机驱动系统的干扰（如谐波,参数变化,直流偏置等问题）。基于此,在所研究的基于新型锁相环的速度估计方案中引入自适应滤波器（adaptive filter）和闭环磁链观测器（closed-loop flux observer）,实现系统抗干扰能力的提升。其中,自适应滤波器用于降低谐波的不利影响,而闭环磁链观测器则是用于解决参数变化和直流偏置的问题。在并网系统中,锁频环作为一种新颖的同步技术得到广泛关注,这其中以基于广义二阶积分器的锁频环（second-order generalized integrator-frequency-locked loop,SOGI-FLL）和基于降阶广义积分器的锁频环（reduced-order generalized integrator-frequency-locked loop,ROGI-FLL）最为引人注目。但由于其频率估计的结构,当电机运行在升降速工况时,传统的基于SOGI-FLL的速度估计方案和基于ROGI-FLL的速度估计方案同样表现欠佳。此外,基于新型锁相环的速度估计方案虽可实现速度准确估计,但可能会对系统动态性能和稳定裕度带来不利影响。针对上述问题,研究基于新型锁频环的速度估计方案,以达到速度准确估计同时,有效保证速度估计方案的动态响应和稳定裕度。在第五章中,首先对传统的基于SOGI-FLL的速度估计方案和基于ROGI-FLL的速度估计方案进行回顾,并对其速度估计性能进行分析。随后,利用简化模型,对基于新型锁相环的速度估计方案的性能进行评估。在传统的基于锁频环的速度估计方案基础上,设计基于增强型锁频环的速度估计方案。对其进行性能评估发现,基于增强型锁频环的速度估计方案的虽可提供速度准确估计,但由于增加系统阶数,其稳定裕度同样难以令人满意。为此,设计基于自适应锁频环的速度估计方案,在此方案中,通过重新设计锁频环结构以提升估计能力,而非增加系统阶数。因此,基于自适应锁频环的速度估计方案显著降低对系统稳定裕度的不利影响。注意到,在基于自适应锁频环的速度估计方案中,需要将速度估计反馈到锁频环结构中,这将会带来新的考验。为此,研究一种基于跟踪微分器（tracking differentiator,TD）的锁频环,在此方案中,利用跟踪微分器取消速度反馈环节,从而克服速度估计反馈带来的问题,进一步保证速度估计性能。