异步电机直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)系统具有结构简单、转矩响应快、参数依赖性低等优点,然而传统DTC系统需要安装速度传感器,这会导致系统成本增加、可靠性降低、环境适应性变差等问题。本文以基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)算法的无速度传感器DTC系统为研究对象,对电机转速辨识、定子电阻辨识以及优化系统输出转矩性能等问题进行研究。本文首先推导了α-β坐标系下异步电机的数学模型,介绍了DTC技术的基本原理。为了提升系统输出转矩性能,推导电磁转矩变化率,分析了传统DTC系统转矩变化不平衡、开关频率不固定、转矩滞环控制器无法将转矩脉动限制在环宽内的问题,引入恒定开关频率控制器替换转矩滞环控制器予以改进。详述了EKF算法的原理,以异步电机定子侧变量I_s-ψ_s-ω_r的状态方程为基础建立基于EKF算法的无速度传感器DTC系统。针对电机运行过程中定子电阻变化的问题,分析其对无速度传感器DTC系统的影响,设计调整EKF算法模型,将定子电阻作为状态量辨识出来并反馈至控制系统算法中,避免了定子电阻扰动对无速度传感器DTC系统的影响。在仿真软件中搭建带定子电阻辨识的无传感器DTC系统模型并进行仿真,仿真结果表明改进的转矩控制器能够有效降低电磁转矩脉动,控制系统可以准确辨识出定子电阻值,在定子电阻变化时仍能保持较高的转速辨识精度。最后对控制系统进行软硬件设计,调试实验平台后进行实验。实验结果验证了本文设计的控制系统有效性。