多电机协同控制历来处于运动控制领域中的核心位置,在印刷、纺织、机器人、数控加工中心、汽车等领域均有涉足。控制性能的评判标准随着工业自动化水平的提高以及市场对产品质量高要求、高标准的急剧需求而迅速提高。目前,多电机协同控制系统愈来愈趋向于非线性、强耦合、高阶、时变、多变量等复杂化,传统的协同控制策略方法面对实际应用中飞速增长的需求越来越感到力不从心。因此,改善协同控制性能,提高协同控制精度、稳定性等的研究工作刻不容缓,具有十分必要的现实意义和实用价值。本论文针对现有的多电机协同控制方法策略难以满足现代工业自动化发展的需求,存在精度不高、稳定性不足以及抗干扰性和鲁棒性不强的问题,重点围绕协同控制中算法和结构的优化改进展开。其主要研究工作内容如下:(1)针对电机控制中运用最为广泛的PID控制算法在现代工业自动化生产工艺要求的不断提升下难以取得良好的控制效果的问题,结合人群搜索算法,构建了一种基于改进人群搜索算法的混沌自适应PID控制器参数自整定算法,避免了早期采用试凑法调整参数的弊端。利用惯性权重随机变异方式、提出边界反射策略、引入Logistic混沌思想等对算法进行改进,解决了标准算法容易出现早熟以及局部收敛的问题,提高了算法的全局寻优能力。在Matlab平台构建了仿真模型,实验结论表明,改进后的PID控制器动态响应能力更快,稳态精度更高,鲁棒性和抗干扰能力更强。(2)针对现有的协同控制方案愈发难以满足实际应用中飞速增长的需求,本研究在偏差耦合控制策略的基础上,结合滑模变结构控制思想,提出了一种基于改进积分滑模的多电机耦合控制策略。利用改进的变速趋近率提高了滑模函数的收敛速度与精度,改善了运动品质;改良了传统的偏差耦合控制结构,将系统反馈信号直接作用于电流环,提高了系统在受到外界等不确定性干扰后,各电机单元的动态跟踪性能、快速恢复响应能力以及整体的同步性能。并利用李亚普诺夫(Lyapunov)方程对系统做出稳定性分析判别。最后,在MATLAB平台中搭建3永磁同步电机组成的多电机协同控制系统仿真模型,证实了本研究所设计方法的正确性以及有效性。(3)以PCI-8258运动控制卡为核心搭建了多电机协同控制实验硬件平台,以LABVIEW为软件工具开发了系统底层控制程序及UI界面,在实现运动控制系统基本功能的基础上,设计了以ACCESS数据库为核心的用户登陆模块,用于存储用户操作信息。最后对搭建的实验平台进行测试验证,证明了控制系统的有效性,为后续多电机协同控制的实验研究提供了有用的参考价值。研究表明,所设计的方法策略对于多电机协同控制系统的结构以及算法研究具有一定的指导与借鉴意义。后续应注重转速、转矩以及位置的交叉协同控制和各电机参数不一致的协同控制等。