为了实现高动态性能，必须依靠交流电机的动态数学模型。其动态数学模型为非线性多变量，输入变量为定子电压和频率，输出变量为转速和磁通。目前最成熟的控制方法包括矢量控制和直接转矩控制。
(1)矢量控制(VC)
它是由Blasehlke F.在1971年提出的。在电机动态数学模型的基础上，采用矢量变换方法，将异步电机模拟为直流电机，实现了良好的动态调速性能。
可分为转子磁场定向控制和定子磁场定向控制两种。转子磁链定向控制以转子磁链为参考坐标，通过从静止坐标系到旋转坐标系的坐标变换，将定子电流分解为产生磁链的励磁分量和产生转矩的转矩分量。两个分量相互独立解耦，实现磁链和转矩的独立控制。常用的控制策略是保持励磁电流恒定，改变转矩电流来控制电机转矩;定子磁场定向控制是将同步旋转坐标系的d轴置于定子磁场方向，有利于定子磁通观测器的实现，减弱转子电路参数对控制系统的影响。但在低速运行时，定子电阻压降不容忽视，反电动势测量误差较大，导致定子磁通观测不准确，影响系统性能。若采用转子方程进行磁通观测，会增加系统的复杂性。
该方法的优点:实现了磁通和转矩的解耦，可以独立控制，显著提高了控制性能。
该方法的缺点:对电机参数的依赖性高，且电机参数具有时变特性，难以达到理想的控制效果;即使可以精确测量电机参数和磁通量，也只能在稳态下实现解耦，在弱磁条件下仍然存在耦合;需要假设电机中只有基极正序磁势，这太理论化，不完全符合实际;如果解耦控制回路采用常规PI调节器，其性能会受到参数变化和各种不确定性的严重影响。
矢量控制在交流电机控制中得到了广泛的应用，为了克服矢量控制的缺点，常与其他控制方法相结合。
(2)直接转矩控制(DTC)
它是1985年由德国人德普布罗克·M.提出的。它摒弃了解耦思想，直接控制电机转矩，不需要复杂的变换和计算。将电机和逆变器作为一个整体，利用空间电压矢量分析法在定子坐标系下分析交流电机的数学模型。计算定子磁链和转矩，通过PWM逆变器的开关状态直接控制转矩。
该方法的优点:控制理念新颖，采用“砰砰”控制，系统结构简单，不需要对定子电流进行解耦，静动态性能优异;采用定子磁链进行磁场定向，只要定子电阻已知，即可观测到，使系统性能对转子参数具有鲁棒性;可扩展到弱磁调速范围。
这种方法的缺点:功率开关器件有一定的开/关时间，为了防止同一桥臂上的两个开关直接连接而短路，必须在控制信号中设置死区。但是，死区在每个调制周期内都会引起轻微的畸变，畸变的积累会使逆变器的输出电X生畸变，引起转矩纹波。低速时死区效应更为明显;低速时定子电阻变化引起的定子电流和磁通畸变;提高逆变器的开关频率有很大的局限性;如果没有电流环，就不能进行电流保护，需要增加限流措施。
该方法已逐渐广泛应用于交流电机控制中，为克服其缺点，常与其他控制方法相结合。VC和DTC方法表面上不同，在控制性能上各有特点，但本质上是相同的。两者分别采用转矩和磁通控制，其中转矩控制回路(或电流转矩分量回路)位于速度回路的内环，可以抑制磁通变化对速度子系统的影响，使速度子系统和磁通子系统近似解耦。