现代化的工业大生产是整个国民经济的支柱，是人类社会赖以发展的强大推动力，而机电耦合问题又广泛存在于工程实际中。例如矿井通风使用的由交流电机驱动的大型风机系统，矿石破碎中圆锥破碎机的主传动系统，双电机驱动的振动圆锥破碎机系统等。可以说，只要有电机和工作机构存在的地方，就有机电耦合系统存在。因此对机电耦合系统的动力学特性研究，具有重要的理论意义和工程价值。机电耦合同步实验台是本文的研究对象。 本文首先提出机电耦合同步实验台的设计方案，并简要介绍了实验台的振动机系统和负载系统的结构设计，根据设计要求给出交流伺服电机、PMAC控制卡和交叉轴等标准件的型号和参数。建立三相永磁同步交流伺服电机的数学耦合模型是研究机电耦合同步实验台耦合问题的基础。在三种坐标系下建立了交流伺服电机的数学耦合模型，简化电机模型的同时，证明了交流伺服电机数学模型是一个非线性、强耦合的模型。接下来在MATLAB中对交流伺服电机数学耦合模型进行了仿真，仿真结果满足系统对电机响应快速性、稳定性的功能要求。在此基础上研究了交流伺服电机在不同类型负载下的机械特性。在建立负载系统机电耦合数学模型后，经过分析验证机电耦合同步实验台负载系统双闭环控制的正确性，并为机电耦合同步实验台负载系统控制算法的提出奠定了基础。 实现机电耦合同步实验台负载系统和振动机系统的最优跟踪同步控制，是研发本实验台的关键环节。在建立了振动机系统、负载系统和激振电动机的力学耦合模型后，通过对整个系统力学耦合模型动力学分析，提出了实验台振动机系统的双机主从同步控制方案。通过对负载系统耦合模型的分析，针对负载系统的非线性和强耦合的特点，提出模糊PID控制算法，并设计模糊PID控制器。仿真结果表明，模糊PID控制算法满足负载系统最优同步跟踪的控制要求。