多电机联动系统在驱动大功率和大惯量系统的场合中有着不可替代的作用。由于齿隙、摩擦等非线性因素的存在，采用传统的动力学建模方法得到高阶、非线性的复杂模型，使得控制器的设计非常困难。本文将建立多电机驱动系统的特征模型并在特征模型的基础上设计自适应控制器，最后在四电机驱动系统的实验平台上进行实验验证。本文的主要研究内容如下：（1）建立含齿隙非线性的多电机驱动系统的动力学模型，并研究消除齿隙的方法。基于动力学模型提出两种消隙方法：一是设计动态消隙控制器，即施加动态偏置力矩消隙；二是设计扩张状态观测器将齿隙非线性作为扩张状态进行观测与补偿，利用快速递归动态面设计系统的控制律，同时达到消除齿隙和有限时间跟踪控制的目的。通过仿真和实验验证了该方法的有效性。（2）在动力学模型的基础上建立系统的特征模型，采用带遗忘因子的递归最小二乘法对系统的特征参数进行辨识。分析并得到了闭环稳定时特征系数的取值范围。研究了齿隙的大小、系统的输入信号以及采样时间对系统建模精度的影响，仿真结果表明建模误差随着齿隙的增大或者采样时间的增大而增大，在跟踪正弦输入信号时参数的收敛速度最快，但建模误差较大。（3）针对建立的特征模型，设计了基于补偿的复合自适应同步控制器。主要包括保证系统闭环稳定的黄金分割控制，提高系统稳态精度的逻辑积分控制，改善齿隙非线性影响的消隙补偿控制，以及多电机之间的同步控制。另外，设计了改进的黄金分割自适应控制器。并通过仿真验证了所提出的两种控制器的有效性。（4）介绍了四电机实验平台的软硬件组成，对本文设计的三种控制器进行了实验验证，主要包括基于动力学模型的动态消隙控制器，基于特征模型的消隙复合自适应同步控制器和基于特征模型的改进黄金分割自适应同步控制器。分析三种控制器的跟踪性能，实验结果表明基于特征模型的自适应同步控制比基于动力学模型的控制有更高的跟踪精度和更好的动态性能。最后对本文所做的研究工作进行了总结与展望。