感应电机因其成本低、易维护、坚固可靠等优势被广泛应用于工业传动领域。矢量控制方法的出现与成熟使得感应电机的控制难度大大降低,从而很大程度上提高了感应电机变频调速系统的性能。矢量控制需要通过电流传感器与速度传感器获取系统的电流与转速信息,进而闭环控制。但由于传感器在恶劣的环境下容易发生故障,降低了系统的可靠性。本文为了提高控制系统的可靠性,提出了一种单电流传感器矢量控制方法,该方法可用于电流传感器与速度传感器故障后的容错控制。无论速度传感器能否正常工作,且在系统中仅有单个健康相电流传感器的苛刻条件下,能够实现系统的矢量控制,使感应电机变频调速系统的安全性、可靠性大大提升。首先,本文提出了一种单电流传感器矢量控制策略。根据系统实际的情况对全阶状态观测器的结构进行了改进,设计了一种较为完备的反馈矩阵。通过改进的全阶状态观测器估算的定子电流信息替代缺失的其它相电流信号完成闭环控制。本文分析了电流观测器的稳定性,通过仿真与实验验证了所提出策略的可行性与正确性。其次,结合单电流传感器矢量控制方法的思想,提出了单电流传感器模式下无速度传感器矢量控制策略。通过理论分析,无速度传感器矢量控制采用基于全阶状态观测器的方法,将电流观测器与速度观测器进行有机结合,实现系统在电流与转速信息同时缺失情况下的容错运行。为了提高系统的稳定性与转速估计的精度,本文对速度观测器的稳定性进行分析,提出了一种简单有效的误差反馈矩阵设计方法。通过仿真实验验证了所提出控制策略的合理性与可行性。最后,搭建了基于ARM的1.1k W感应电机对拖加载实验平台,加载方案采用同轴对拖的方式。本文从硬件结构和软件设计流程两个方面对实验平台进行了介绍,并将本文提出的方法在Keil开放环境下进行了程序的编写与调试。通过在不同条件下的实验验证了所提出方法的可行性与正确性。实验结果表明,在有速度传感器的情况下,本文所提出的单电流传感器矢量控制系统具有良好的控制性能,可以稳定运行在极低速甚至零速状态。在无速度传感器的情况下也具有较高的可靠性,可实现系统从电动状态到发电状态的稳定切换。