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针对多电机同步系统，建立了按转子磁场定向的物理模型，分析了其多变量、强耦合、非线性的复杂关系。由于该物理模型难以应用于控制器设计，为此以三台电机为研究对象，对系统进行分解，建立了速度和张力输出与各输入量之间的映射关系，进一步将系统简化为速度和张力模型。利用数据驱动原理，对输入输出样本数据进行满意C均值聚类，建立了不同工况下的局部线性子模型及相应的调度函数，系统的全局模型是各个子模型的加权综合，从而得出速度和张力的全局模型。仿真结果表明，采用所建立的简化模型能准确地拟合复杂多电机的非线性特性。