多电机同步控制是运动控制领域的研究热点之一,广泛应用于纺织、造纸、印刷、冶金、轧钢、机床加工等生产制造过程。由于多电机同步控制系统是一个高阶、时变、多变量、强耦合、非线性的复杂系统,控制性能越来越难以满足实际应用中不断提高的系统需求。为了提高多电机同步控制系统的动静态性能,多电机同步控制策略和同步控制方法的研究具有重要的理论意义和实用价值。针对多电机偏差耦合控制策略考虑误差信息量不足问题,设计了一种基于跟踪误差的最大最小及平均值的偏差耦合控制策略。建立了比整数阶更精确的分数阶永磁同步电动机(PMSM)数学模型。提出了分数二阶非奇异终端滑模控制算法。为了进一步改善多电机同步控制系统性能和增强抗干扰能力,提出了自抗扰控制技术与分数阶滑模控制相结合的复合控制策略,同时设计了基于干扰观测器或扩张状态观测器的分数阶滑模控制方案。本文主要研究内容如下：通过深入分析多电机非交叉耦合控制策略、交叉耦合控制策略及其各种改进型的优缺点,提出了一种基于跟踪误差的最大最小及平均值的改进型偏差耦合控制策略。仿真结果表明该控制策略能改善系统的动静态性能和提高鲁棒性。利用分数阶微积分理论建立了PMSM的分数阶数学模型,然后把分数阶微积分理论引入滑模变结构控制中,提出了分数二阶非奇异终端滑模控制方法,并根据分数阶李雅普诺夫稳定性理论证明了控制律的稳定性。对基于分数阶滑模的多电机位置同步控制进行了仿真实验,结果表明该方法能有效控制多电机实现位置同步。考虑到滑模控制易在平衡点附近产生抖振现象与自抗扰控制技术具有结构简单、不依赖对象模型、强鲁棒性等特点,采用自抗扰控制技术和分数阶滑模控制算法的分段控制策略,当系统状态远离平衡点时,采用滑模控制；当系统状态运动到平衡点附近时,采用自抗扰控制。同时,提出了一种用滑模控制代替自抗扰控制中非线性状态误差反馈环节的复合控制策略。仿真分析验证了两种控制策略的正确性和有效性。利用干扰观测器或扩张状态观测器来估计和补偿系统的总扰动,并采用分数二阶非奇异终端滑模控制器来解决多台PMSM位置同步问题。根据超扭曲算法设计了一种非线性干扰观测器,并证明了该观测器及基于观测器的分数阶控制律的稳定性。针对扩张状态观测器难以抑制量测噪声的缺点,设计了带有微分器的新型扩张状态观测器。仿真结果表明,基于干扰观测器或扩张状态观测器的分数阶滑模控制具有良好的动静态性能和强鲁棒性。