盾构机是集机、电、液、控制于一体的大型隧道掘进装备。随着国内工程建设的大规模推进,盾构机市场需求量巨大。在提高生产制造技术水平的同时,还需进一步提高盾构机的设计与控制技术、智能化等水平。本文针对盾构机设计研发需求和刀盘负载不均导致的驱动轴受损问题,采用Modelica语言建立了盾构机主驱动系统的多领域仿真模型,完成了其仿真计算与分析,并研究了主驱动系统多电机同步控制结构和电机控制算法。主要研究内容包括:1、分析了盾构机主驱动系统的工作原理以及基于Modelica语言的多领域建模原理,运用多领域模块划分思想对盾构主驱动系统进行了模块分解。2、主驱动系统部件分析与多领域建模。分析了当前盾构机主驱动系统常用的驱动电机、变频器、矢量控制模块等系统建模的基本原理,建立了盾构机主驱动系统的驱动电机子系统、变频器子系统、矢量控制模块、机械传动部件子系统以及相关附件模型,构建了不同领域间信息传递和数据交换的接口连接器,并搭建完成了主驱动系统机电耦合仿真模型。3、多电机同步模糊PID控制策略设计。基于现有的多电机同步控制结构,提出了一种改进型带补偿模块的环形耦合多电机同步控制结构;设计了一种智能模糊PID控制算法,并完成了控制算法的Modelica多领域模型搭建及验证。4、主驱动系统多电机同步性能仿真结果与分析。搭建了主驱动系统完整的仿真模型并验证了模型的准确性。然后对传统PID控制算法与主从同步控制结构相结合、模糊PID控制算法与主从同步控制结构相结合、模糊PID控制算法与环形耦合同步控制结构相结合三种不同的同步控制策略进行仿真对比,结果表明模糊PID控制算法与多电机环形耦合同步控制结构相结合的同步控制策略是最佳的。本文研究对盾构机的设计研发具有一定的参考价值。