为适应现代防空战争中目标对象高马赫数小体积的特点，快响应、高精度、大功率的随动试验台成为未来武器随动系统发展中的重要设备。实现大功率的主要方式是采多电机共同驱动，而多电机间的同步性能会对试验台的快速性产生重要影响，同时试验台传动机构中的齿侧间隙会对系统精度带来不利影响。本文从提高多电机同步性能和消除齿隙两方面入手来改善试验台的响应速度和精度。针对多电机间的同步性能问题，在完成永磁同步电机伺服系统设计的基础上，本文从同步控制结构和同步控制算法两方面展开研究。在结构方面，比较了偏差耦合和相邻交叉耦合两种结构的优缺点，在综合考虑同步性能和结构简单性两个方面后，选用相邻交叉耦合结构作为试验台的同步结构。在同步控制算法方面，针对试验台存在参数变化和随机扰动的特点，选用滑模变结构控制作为同步控制算法，为多电机同步系统设计了滑模控制器，并分析了系统的鲁棒性。与PID控制器相比，滑模控制器明显降低了多电机间的同步误差，增强了系统的鲁棒性。针对消隙问题，本文采用描述函数法和传动部分建模仿真法分析了齿隙对试验台精度和稳定性的不利影响，研究了多电机固定偏置力矩法和动态偏置力矩法消隙的原理，并在此基础上从优化能量的角度对动态偏置力矩法进行了改进。