弹性扭转系统广泛应用于工业生产中，如今生产设备的传动轴的长度和跨度增加，由于弹性环节，这种弹性扭转系统运行时会发生振荡，降低机械的寿命和控制精度，甚至会引发生产事故。如何最大限度的减小振荡，使其具有理想的控制品质，是弹性扭转系统所研究的核心问题。文章以贝加莱公司（B&R）设计并且开发的多质量弹性扭转系统为实验对象，本设计旨在深入分析实验对象的结构特点和运转特征然后提出控制方案，要求通过控制器控制系统后，第二个圆柱体质量块的转速可以以最快的速度和最小的误差的达到设定的转速。文章分别采用机理建模和实验建模两种方法来获取系统模型。机理建模方法是分析实验对象，将实验对象分成几个部分，分析对象各部分的物理特性，结合电机原理等知识，综合列出方程，最终进行整合，求得系统状态空间方程，然后利用MATLAB/Simulink数学软件，对建立好的数学模型进行搭建模拟框图，然后进行模拟仿真。实验建模法采集了设备的阶跃响应数据，用MATLAB中的线性拟合工具箱拟合采样数据生成曲线，得到时域表达式进而计算出系统的传递函数。在控制算法方面，本课题采用PID控制。文章先采用了PID算法的控制原理，然后介绍了常规PID算法，但是通过实验分析，多质量弹性扭转系统每次装卸，弹簧的弹性形变都有变化，其负载轮的个数和大小也都会变化，需要不断调整PID控制参数才能达到比较理想的控制效果，因此文章提出专家PID算法控制方案，根据控制经验设置规则，在控制器对被控对象实现控制的不同阶段实现不同的控制策略。除此之外，文章根据常规PID控制时，在遇到外界干扰时，微分项的表现不足的缺点提出不完全微分PID算法控制方案，通过在微分环节加入滤波器，使得微分输出在控制开始后，幅值下降，此后按照一定的规律递减，来达到超前控制误差的效果。然后，文章通过MATLAB分别编辑算法，根据建立的系统模型，进行仿真控制。并且通过对算法进行频域分析，观察Bode图和Nyquist图，分析控制器控制下，闭环系统的相位裕度，幅值裕度，稳定裕度等指标来确定系统控制方案的稳定程度。随后实现本课题所选择的算法在硬件设备上的控制过程，由于Automation Studio软件可以与MATLAB/Simulink进行无缝连接，自动转化Simulink仿真模型为PLC可识别的C语言代码，所以本实验也采用了这种方法，通过Automation Studio软件将控制方案下载到多质量弹性扭转系统装置中，对硬件设备实现闭环控制。文章最后对两种控制算法的闭环控制系统响应曲线进行分析，计算出控制系统稳定性的关键要素：超调量、稳定时间、稳态误差等。然后对两种算法进行比较，分析优缺点。最后对系统进行了鲁棒性分析，来进一步分析控制方案优越性。实验结果表明，控制方案具有令人满意的控制效果，体现了一定的实际应用价值。