随着工业自动化技术的不断进步,传统工业因为依靠单台电机通过机械轴传动来实现工业控制,已经无法满足当前工业生产的要求,因此,逐渐被多电机同步控制所取代。在多电机同步控制系统中,无耦合同步控制虽然具有较少的控制量、并且没有诸如材料属性和机械摩擦等物理量的影响,存在控制简单和控制精度高的优点,但是其所能控制的电机数目较少,已经不能满足工业自动化发展的需求。而对于耦合同步控制系统,以最常用的偏差耦合控制结构为例,该结构具有很好耦合性,且能同步控制的电机数目多,但控制复杂、控制精度不高。因此寻找一种能很好的兼顾控制量少、控制电机数量多、控制精确度相对较高的多PMSM同步控制策略就显得尤为重要,这便是本文的研究重点。在多电机同步控制系统中,传统偏差耦合结构存在转速补偿器数学模型复杂、在线计算量大,同时在系统负载不均起动时和稳定运行期间突然受到负载扰动时,各电机的跟踪误差和同步误差很大。针对传统偏差耦合结构存在的跟踪性能不佳、同步性能差、转速补偿器数学模型复杂的缺点,本文设计了一种带有虚拟电机的改进型多电机偏差耦合同步控制结构。结构上,这种改进结构引入了虚拟电机的概念,在系统运行过程中各电机跟随虚拟电机的运行轨迹,能够很好的降低同步误差。另外,该改进结构将各台电机的输出转速作用于虚拟电机上,各台电机之间不再存在直接的耦合关系,然后通过虚拟电机对各台电机进行同步控制。因为改进结构的每个转速补偿器涉及到的转速差较少,因而转速补偿器的模型相对比较简单。性能上,改进结构能够一定程度上减少因电机受到负载扰动产生的跟踪误差和同步误差。为了提高系统的控制精度,增强系统的鲁棒性,同时解决常规硬传感器可靠性差的问题,本章设计了一种无速度传感器的反步终端滑模控制器,来代替传统的PI控制器。通过用无速度传感器取代速度传感器,让其能更有效地估计电机的实时转速,提高系统控制的精确度。最后通过搭建实验平台进行实验,对传统偏;差耦合结构和改进偏差耦合结构进行性能对比分析。分析实验结果可以看出,同样条件下,两种结构在系统电机负载不均起动时,改进结构的同步误差较小,在系统稳定运行期间突然受到负载扰动时,改进结构的系统同步误差也明显小于传统结构。同时实验结果表明改进结构的同步性能和起动速度会受到虚拟电机转动惯量的影响,因此在实际控制中应合理选择其大小。该论文有图54幅、表7个、参考文献63篇。