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针对多变量非线性耦合的多电机同步系统，建立了按转子磁场定向的物理模型，设计了基于自抗扰控制器的多电机同步系统。利用扩张状态观测器对外界的扰动进行观测和补偿，将多电机系统进行确定化和近似线性化处理。基于PLC构建的多电机实验平台，进行了抗扰、解耦特性测试实验。结果表明，采用自抗扰控制方法可以实现系统中速度和张力的解耦控制，系统具有良好的动静态性能和鲁棒性能。