在矿山、矿井,化工厂等粉尘污染严重的恶劣环境中,电机编码器测速装置内的码盘容易与空气中大量的粉尘摩擦而产生火花,导致电机控制系统有粉尘爆炸甚至发生火灾的风险。煤矿、化工企业所用的电机防爆装置也可能存在一些老化问题和设计隐患,所以速度传感器的存在会进一步降低电机的防爆安全性能,这些安全隐患将对财产和人身安全带来巨大损失。无速度传感器控制能够克服由于速度传感器故障而产生的火灾及粉尘爆炸等安全隐患,深入研究无速度传感器技术对提高电机控制系统安全性能具有重要的意义。论文以防爆环境下的异步电机为研究对象,针对防爆环境中异步电机的控制及安全性问题进行了相关的研究,论文的主要研究工作如下:1.分析了异步电机的动态数学模型及矢量控制原理,根据其动态模型建立了基于前馈解耦的异步电机矢量控制系统。2.分析了模型参考自适应的速度辨识方法,剖析了低速状态下不稳定原因,提出了改进参考模型(电压模型)的低速辨识控制策略,并进行了仿真验证。3.从异步电机全阶观测器的数学模型出发,对全阶观测器自适应律和反馈增益矩阵的结构进行了详细的研究,利用其传递函数分析了异步电机低速再生制动模式下的稳定性。4.针对异步电机低速再生模式下的不稳定性问题,推导得出了保证异步电机低速稳定性的简化增益矩阵设计准则和加权自适应律。通过传统观测器与改进全阶观测器的仿真结果对比,表明了该算法的可行性。5.设计了异步电机无速度传感器矢量控制系统的硬件平台,利用实验平台进行相关实验,验证了上述控制策略的有效性。