多轴系统同步控制技术研究分解
简析多电机同步控制技术
简析多电机同步控制技术我国现代工业的不断发展与机械自动化技术的不断提高，很多生产场合都无法满足现代工业的发展要求，其电机控制系统要求多台电机共同驱动一台设备运作。
在整个生产过程中，应尽量满足现代工业的发展需求，确保这些电机能够协调运行，所以多电机同步控制技术的应用越来越广泛，这种技术在机械传动系统中，尤其是卷接机组中，可以通过多个电机向多个主要机组，传递其生产需要的动力，这种传动方式是控制方式上的一大创新。
一、多电机同步控制技术为了保证多电机能够实现同步控制，可以通过两种方式：机械方式和电方式。
在同步控制技术应用初期，机械同步控制技术在工业自动化生产中广泛应用。
因为机械控制方式与传动连接十分可靠，这种连接在应用初期得到了广泛应用，但是这种机械控制方式有一些常见的缺点，整个系统智能运用一台电机作为动力输出，所以动力分配到各个单元的动力功率都比较小，很难进行系统同的维修工作，且系统只能获得有效的传动范围[1]。
机械同步控制系统通过齿轮、皮带、链条这些零件进行传动，造成整个系统出现劣迹误差，所以在整个控制过程中，系统的控制精度很容易受到影响。
工作人员在一些精度要求较高的环境，电方式的多电机协调控制更加灵活，拥有更高的精度和稳定性，并能在生产实践中，逐渐被完善。
二、卷接机中同步控制技术的应用流程多电机同步控制技术一般选用YJ27卷接机组，其机械设备结构复杂，且各个鼓轮的转速间应保持精准的比例关系。
现阶段，相关单位采用的是传统的机械式齿轮传动方式对各个鼓轮进行同步控制，从而保证系统精度，对于高速环境下的齿轮，工作人员应为其设置润滑系统，确保整个系统的传动链不会太长，机构系统导致传动造成过大，在连续工作时，造成设备损坏，润滑齿轮箱容易出现漏油，以及传动误差较大等现象，设备的维修量会大幅增加，传动系统速度的波动会影响卷接机的运用功能[2]。
（一）偏差耦合结构控制工作人员以YJ27卷接机组的几个主要的工作鼓轮作为研究对象，并总结这些设备的机械传动关系，得出他们之间的速度比例，然后算出每个鼓轮的负载特点，将与之相对的永磁同步电动机作为这种设备的驱动电机，在一定环境中建立起一个鼓轮的同步控制系统的仿真模型，然后通过这种仿真模型的相关原理，运用改进型屏偏差耦合对结构进行控制，制定模糊滑模控制策略，这也是一种比较理想的控制方法[3]。
多轴伺服控制难点
多轴伺服控制难点多轴伺服控制是现代控制领域的一个重要研究方向，也是工业自动化中的关键技术之一。
然而，多轴伺服控制面临着许多困难和挑战。
本文将从几个方面探讨多轴伺服控制的难点，并提出相应的解决方法。
多轴伺服控制需要对多个轴进行协调控制。
这就要求控制系统能够准确地获取各个轴的位置、速度和加速度信息，并实现精确的同步运动。
然而，由于机械系统的非线性和耦合效应，多轴之间的相互影响会导致运动的不精确性和不稳定性。
为了解决这个问题，可以采用先进的控制算法，如模糊控制、自适应控制和预测控制等，以提高系统的动态性能和鲁棒性。
多轴伺服控制需要处理大量的数据和复杂的计算。
在实际应用中，每个轴都需要实时采集和处理大量的运动数据，然后根据控制算法计算出相应的控制指令。
这就对控制系统的计算能力和实时性提出了很高的要求。
为了应对这一挑战，可以采用高性能的嵌入式处理器和专用的硬件加速器，以提高系统的计算速度和响应能力。
多轴伺服控制还需要克服机械系统的不确定性和扰动。
由于机械系统的制造误差、摩擦力和外部扰动等因素的存在，控制系统往往无法精确地跟踪期望的轨迹。
为了解决这个问题，可以采用强化学习和自适应控制等方法，通过学习和调整控制参数，使系统能够自动适应不确定性和扰动，提高系统的鲁棒性和稳定性。
多轴伺服控制还需要考虑系统的实时性和可靠性。
在实际应用中，控制系统必须能够实时响应外部指令，并保证控制指令的准确性和可靠性。
然而，由于通信延迟、数据丢失和系统故障等因素的存在，控制系统往往无法满足实时性和可靠性要求。
为了解决这个问题，可以采用分布式控制和冗余设计等方法，以提高系统的容错性和可靠性。
多轴伺服控制是一个具有挑战性的问题，需要克服多个难点。
在实际应用中，我们需要综合运用先进的控制算法、高性能的计算平台和可靠的控制策略，以提高多轴伺服控制系统的性能和可靠性。
希望本文对读者们对于多轴伺服控制的难点有所启发，并为相关领域的研究和应用提供一定的参考。
双轴同步控制
双轴同步控制技术的研究曹毅周会成唐小琦（华中科技大学国家数控系统工程研究中心，湖北武汉012230）摘要：介绍了基于Linux数控系统的双轴同步控制技术，双轴同步控制方式以及同步补偿算法，并在华中数控的世纪星数控系统平台下对同步控制方式及算法进行了调试、验证。
关键词：双轴同步补偿算法主动轴从动轴随着数控技术的推广，大型数控设备被广泛地用于各种机械加工领域以满足一些体积较大、精度较高、生产周期要求短的工件的加工需求。
对于这些大型的龙门式和桥式数控设备来讲，虽然在这些情况下可以采用单电动机通过锥齿轮等机械机构驱动双边的方案，但是传动机构复杂、间隙较大，容易造成闭环控制系统的不稳定，而且运行噪声大，维护困难。
因此宜采用双轴驱动的方式。
所谓同步控制，就是一个坐标的运动指令能够驱动两个电动机同时运行，通过对这两个电动机移动量的检测，将位移偏差反馈到数控系统获得同步误差补偿。
其目的是将主、从两个电动机之间的位移偏差量控制在一个允许的范围内。
1 双轴同步控制方式1.1 软件实现的主从控制方式图1所示的是采用交流伺服驱动装置的数控机床双轴运动同步控制的结构图。
其基本工作原理是：将两个同方向运动的进给轴，一个设定为主动轴，另一个设定为从动轴，由一个伺服驱动器、一个伺服电动机、一个位置反馈装置及CNC位置控制单元组成主动轴伺服运动控制回路，同时由另一个伺服驱动器、另一个伺服电动机、另一个位置反馈装置及CNC 位置控制单元组成从动轴伺服运动控制回路。
CNC的位置控制单元同时向主动轴及从动轴的伺服控制回路发出位置伺服运动指令。
两个位置反馈装置的反馈信号除了送回各自的伺服驱动器比较环，还送入CNC内部的一个数字比较器进行差值比较，该差值送入从动轴伺服控制回路的输入端，与CNC位置控制单元发来的位置伺服指令进行比较。
两个位置反馈装置的反馈信号差值就是主动轴与从动轴的同步误差。
差值为零时，表明两个轴的位置完全同步。
2.2 硬件实现的主从控制方式图2是采用交流伺服驱动装置的数控机床双轴运动同步控制的结构图。
多电机协同控制的研究
3.2.1、交叉耦合控制策略
交叉耦合控制策略最初由Koren在1980年提出的。 同非耦合控制策略相比，交叉耦合控制策略主要的特 点就是将两台电机的速度信号进行比较，从而得到一 个差值作为附加的反馈信号，将这个反馈信号作为跟 踪补偿信号，使系统能够接受任何一台电机的负载变 化，从而获得良好的同步控制精度。
由于传统的耦合控制方法都是以跟踪线性目标为 前提，当遇到非线性轨迹曲线的跟踪控制时就暴露其 局限性。于是，人们采用了变增益交叉耦合控制、变 结构控制、白适应控制，来实现这种具有非线性轨迹 曲线的跟踪控制。 随着智能控制理论及其应用研究的不断深入，近 年来，一些学者也不断在探索应用智能控制理论的技 术与方法来实现双轴协调控制。
以双电机为例，主从同步控制系统的基本结构 图如图所示。在这种情况下，主电机的输出转速值作 为从电机的输入转速值。由此可以得出，从电机能够 反映并且跟随任何加在主电机上的速度命令或者是从 电机的负载扰动。
主从控制的两种方式
第一种方式:第一台电动机为主电动机，其余的所有电
动机为从属电动机。主电动机接收给定的输入信号， 而所有的从属电动机共享主电动机的输出信号作为输 入信号。 第二种方式: 第一台电动机为主电动机，最后一台电 动机为从电动机。而其余的电动机充当双重角色，既 是主电动机，又是从电动机。
偏差耦合控制策略示意图
速度补偿器结构：
偏差耦合控制策略的特点
优点：通过速度差补偿各电机的之间的不同惯量，在
一定程度上解决了同步协调的问题； 缺点：这类补偿控制策略还是不能有效地解决多电动 机之间动态性能匹配、跟踪过程及跟踪轨迹非 线性等一系列问题。
3.3 改进的耦合控制策略
通过上面对多电机协同控制方法的介绍可以清楚 的知道，非耦合控制策略并不能满足系统协同的高性 能要求；而耦合控制中的电子虚拟总轴策略和偏差耦 合策略也不能有效的保证系统的协同性。所以，近年 来国内外诸多学者都把研究方向定在了交叉耦合控制 策略的研究和改进上，近几年来，有学者把最优控制、 鲁棒控制、模糊控制等理论加入到交叉耦合控制策略 中来，以期实现更好的同步性能。
同轴多电机同步控制
浅谈同轴多电机同步控制在数控系统中，有时采用多台电机联动虚拟为一个坐标轴，来驱动机床坐标的运动。
最常用的多电机驱动为同步(Synchronous)运动的形式，比如，要求两台以相同的速度和位移运动的电机带动齿轮与齿条啮合作为一个坐标轴运动，这样的坐标轴被称为“同步轴”。
同步技术被广泛应用在数控技术中，比如大跨距龙门机床的龙门直线移动、大型三坐标测量机的双柱直线移动，为保持运动的均匀，都需要两个电机同步驱动。
一、同步控制系统本文主要从TFT-LCD产线内Stoker实现自动搬送的村田Crane Y-Axis四个私服电机的精确同步控制来讨论，使用在伺服系统中的驱动电机要求具有响应速度快、定位准确、转动惯量较大等特点。
现在我们所需要讨论的是为什么四个伺服电机的转速、定位达到同步，如图1所示。
图1实现同步一般有两种方法：一是机械同步：同步系统由机械装置组成。
这种同步方法容易实现，但机械传动链复杂，传动件加工精度要求高，所需的零件多，难以更换传动比，且占用的空间大。
二是电伺服同步：同步系统由控制器、电子调节器、功率放大器、伺服电机和机械传动箱等组成。
所需机械传动链简单、调试方便、精度高、容易改变电子齿轮比。
在电伺服同步系统中，“同步”的概念是指系统中具有两个或两个以上由电子控制的伺服放大器和伺服电机组成的“控制对象”，其中一个为“主(Master)控制对象”，另外一个或多个为“从(Slave)控制对象”，控制量为机械的位移或速度(对旋转运动为转角或转速)。
通过控制器使“从控制对象”和“主控制对象”的输出控制量保持一定的严格比例关系，这种运动系统称为同步系统。
一般同步系统的输出控制量为位置和速度。
前面所提到的“同步轴”，“主控制对象”与“从控制对象”的输出控制量相等。
为了简化讨论，同步系统中的控制装置可被简化为具有一个积分环节的位置系统，其框图如图2所示。
其中KV为简化后控制装置的位置控制器的开环增益，XC、XO为位置输入、输出；FC为速度指令，Δ为位置误差，KF为速度环增益。
多轴运动控制的同步通过实时网络实现
多轴运动控制的同步通过实时网络实现摘要实时确定性以太网协议（例如EtherCAT）已经能够支持多轴运动控制系统的同步运行。
1 该同步包含两方面含义。
首先，各个控制节点之间的命令和指令的传递必须与一个公共时钟同步；其次，控制算法和反馈函数的执行必须与同一个时钟同步。
第一种同步很好理解，它是网络控制器的固有部分。
然而，第二种同步到目前为止一直为人所忽视，如今成为运动控制性能的瓶颈。
本文介绍从网络控制器到电机终端和传感器全程保持电机驱动同步的新概念。
所提出的技术能够大幅改善同步，从而显著提高控制性能。
问题陈述和现有技术为了解释现有解决方案的局限性，考虑一个两轴网络运动控制系统，如图1所示。
运动控制主机通过实时网络向两个伺服控制器发送命令和指令值，每个伺服控制器构成网络上的一个从机节点。
伺服控制器本身由网络控制器、电机控制器、功率逆变器和电机/编码器组成。
实时网络协议采用不同的方法使从机节点与主机同步，一种常用方法是在每个节点处配置一个本地同步时钟。
这种对时间的共识确保了所有伺服轴的指令值和命令均紧密同步。
换言之，实时网络上的所有网络控制器都保持同步。
通常，在网络控制器和电机控制器之间有两条中断线。
第一条通知电机控制器何时需要收集输入并将其放到网络上。
第二条通知电机控制器何时从网络中读取数据。
遵照这种方法，运动控制器和电机控制器之间以同步方式进行数据交换，并且可以实现非常高的定时精度。
但是，仅将同步数据传送到电机控制器还不够；电机控制器还必须能以同步方式响应数据。
如果没有这一能力，电机控制器就无法充分利用网络的定时精度。
在响应指令值和命令时，电机控制器的I/O会出现问题。
电机控制器中的每个I/O（例如脉宽调制(PWM)定时器和ADC）都具有固有的延迟和时间。
基于PLC的多轴同步跟随控制系统实现
基于PLC的多轴同步跟随控制系统实现作者：龚文杨朱细敏李灿来源：《电子技术与软件工程》2017年第19期摘要在许多工业场合，多轴同步控制的高可靠性和高精度直接影响到生产效率及产品质量，根据实际需要，设计了以贝加莱PLC和交流伺服系统为核心的多电机同步控制系统，采用一主多从结构的同步控制，系统运行稳定，控制精度较高，适用于工业现场如饮料瓶封装、机床设备中材料的准确切割等设备。
【关键词】多轴同步控制 PLC 交流伺服系统 POWERLINK通讯现代工业对于同步跟随控制系统的响应时间、响应速度、稳定性等性能指标的要求越来越高，而传统的多轴同步往往是通过机械总轴刚性连接的方法实现，这种方式的传动系统结构复杂，维护困难，灵活性差，无法满足现代化生产的要求。
近年来，用电气方式实现多轴同步控制逐渐取代了机械总轴同步方式，随着电子技术及控制技术的发展，可编程逻辑控制器（PLC）已由传统的顺序逻辑控制延伸至模拟量控制、运动控制等高端应用领域。
根据项目设计的实际需求，选择了以贝加莱PLC、伺服电机为核心的同步跟随控制系统，将PLC技术、伺服控制的优势有机结合起来，使运动性能达到更好的水平。
在传动制造转向智能制造的今天，多轴伺服的应用将越来越重要，因此该系统在工业现场如饮料瓶封装、小袋包装机、机床设备中材料的准确切割等设备、机床设备主从控制系统改造等方面有良好的应用价值。
1 控制系统硬件设计的实现该系统使用贝加莱PLC控制器X20CP1584，该PLC中运行的程序的循环时间最快可以设置为400微秒，可以相当快速地处理完用户的应用需求，同时，通过PLC上的 POWERLINK 通讯接口来发送运动控制中需要的命令和相关参数数据。
结合使用贝加莱伺服控制器和三相交流同步电机，使用该伺服控制器可以达到精确控制运动位置的目的。
硬件设计连接图如图1所示。
以PLC和交流伺服系统为核心的多电机同步控制系统，采用主从式结构的同步系统，采用POWERLINK通讯方式实现主轴和从轴间的通讯。
伺服系统如何实现高性能多轴协同控制
伺服系统如何实现高性能多轴协同控制在现代工业自动化领域，高性能多轴协同控制是实现复杂生产工艺和高精度制造的关键。
伺服系统作为自动化控制系统中的重要组成部分，其性能直接影响着多轴协同控制的效果。
那么，伺服系统究竟是如何实现高性能多轴协同控制的呢？要理解这个问题，我们首先需要明确什么是伺服系统。
简单来说，伺服系统是一种能够精确地控制机械部件运动的自动控制系统，它通常由控制器、驱动器、电机和反馈装置等组成。
在多轴协同控制中，多个伺服轴需要协同工作，以完成复杂的运动轨迹和动作。
为了实现高性能的多轴协同控制，精确的位置和速度反馈是至关重要的。
反馈装置，如编码器，能够实时监测电机的位置和速度，并将这些信息反馈给控制器。
控制器根据预设的目标值和反馈值之间的偏差，计算出控制信号，通过驱动器调整电机的输出，从而实现精确的位置和速度控制。
在多轴协同控制中，各个轴之间的同步性是一个关键问题。
为了确保各个轴能够同步运动，需要采用合适的同步控制策略。
常见的同步控制方法包括主从同步控制、交叉耦合控制和电子齿轮同步控制等。
主从同步控制是一种较为简单的同步控制方式，其中一个轴作为主轴，其他轴作为从轴跟随主轴运动。
这种方法在一些对同步精度要求不高的场合应用较为广泛。
交叉耦合控制则是通过在各个轴之间建立耦合关系，根据相邻轴之间的位置偏差来调整控制信号，从而提高同步精度。
这种控制方法在对同步性能要求较高的多轴系统中具有较好的效果。
电子齿轮同步控制则是通过设定各个轴之间的传动比，实现精确的同步运动。
这种方法在需要实现特定运动关系的多轴系统中应用较多。
除了同步控制策略，高性能的多轴协同控制还需要考虑系统的动态响应特性。
在实际应用中，系统可能会受到各种干扰和负载变化的影响，因此需要伺服系统具有快速的动态响应能力，以保证系统的稳定性和精度。
为了提高系统的动态响应性能，一方面可以优化控制器的参数，如比例、积分和微分（PID）参数；另一方面，可以采用先进的控制算法，如模型预测控制、自适应控制和智能控制等。
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多轴系统同步控制技术研究 摘要：本文主要介绍多轴系统的同步控制技术。首先介绍了多轴系统的产生原因和同步控制的概念，然后结合两者介绍了多轴系统中同步控制技术的发展及其在数控系统中的应用情况。其次，详细阐述了多轴系统同步控制的控制机理，分析了同步控制的基本理论。基于控制机理，介绍了五种常用的同步控制策略，剖析了各种方法的优缺点及适用场合。最后，简要介绍了多轴系统中同步控制常用的控制算法。 关键字：多轴系统，同步控制，控制机理，控制策略，控制算法 Abstract：This article mainly introduces synchronous control skill in multi-axis system. First, it expounds the reasons of development of multi-axis and the concept of synchronous control, and then introduces the development of synchronous control in multi-axis system and application in CNC system by combining multi-axis system with synchronous control. Second, it expounds the control mechanism and basic theories of synchronous control. Based on control mechanism, this article introduces five control strategy methods, and discusses the relative merits of each method. At last, it presents the control algorithm used in synchronous control of multi-axis. Key Word：multi-axis system , synchronous control , control mechanism，control strategy , control algorithm 自1952年美国麻省理工学院研制成功第一台数控系统，数控技术经过半个多世纪的发展，在机械行业中得到了广泛的应用。随着电子技术和控制技术的飞速发展，当今的数控系统功能非常强大，数控系统的应用也日趋完善，大大的缩短了各种机械装置的生产周期，提高了机械加工效率和加工精度，改善了产品质量。 造纸、纺织、钣金加工等行业的发展，传统的单轴驱动技术因为存在以下局限性而难以满足这些领域内的应用需求：一方面单运动轴系统的输出功率存在上限，无法应用于对功率需求较大的场合；另一方面，使用单运动轴驱动大型对称负载，往往会导致两端负载的驱动力不一致，从而对加工质量和设备使用寿命产生不利影响]1[。为解决单轴系统的各种缺点与不足，多轴控制技术应运而生。当执行元件之间存在着一定的约束关系的时候，就需要采取适当的速度、位置策略对各执行器的运转进行同步控制。近年来伺服控制技术的飞速发展，多轴同步系统更是得到了广泛的应用。 所谓同步控制，就是一个坐标的运动指令能够驱动两个电动机同时运行，通过对这两个电动机移动量的检测，将位移偏差反馈到数控系统获得同步误差补偿。其目的是将主、从两个电动机之间的位移偏差量控制在一个允许的范围内]2[。 1.多轴系统同步控制技术发展 多轴系统同步控制技术是一门跨学科的综合性技术，是电力电子技术、电气传动技术、信息技术、控制技术和机械技术的有机结合，它的发展与其它相关技术的发展是密切联系在一起的。电力电子技术、电气传动技术、控制理论和方法的飞速发展促进了多轴系统同步控制的迅速发展，多轴系统同步控制技术可以获得良好的控制效果，能够获得满意的控制精度和工作稳定性]3[，在工程实际中得到了广泛的应用，解决了诸多工程中的实际问题，获得了巨大的经济效益和社会效益。 多轴系统的同步控制最初采用的是非耦合控制。这种同步控制策略针对的是单个运动轴，各个运动轴相互独立，与其它轴没有任何的关联。在这种控制策略中，如果系统中某一运动轴因为扰动等因素，其负载或者速度将会发生变化。但由于各运动轴相互独立，彼此之间没有影响，这种变化并不能在其它运动轴上得以反映以减小同步误差。所以，单轴的扰动势必会影响控制系统的协调性能]4[。由此看来，非耦合同步控制这种控制策略并不能保证系统同步误差的减小，只能通过设计优良的控制器尽量使某些轴的单轴跟随误差减小。 在这种情况下，Koren于1980年提出了交叉耦合补偿控制策略（通常将系统中某一运动轴的输出进行某种变换后作为其他轴的参考输入来实现交叉耦合），该同步控制策略通过耦合系数将各运动轴的跟踪误差以及同步误差耦合成各轴的同步控制信号，作用到各轴的控制器，对同步误差进行补偿，以此达到同步的目的。至此，多轴协调控制成为了研究的热点，许多科学研究者针对多轴协调控制理论展开了进一步的研究。Kulkami和Srinivasan对交叉耦合补偿控制策略进行了详细的分析，并与1989年提出了最优控制方案。 由于传统的PID结构简单、调整方便、稳定性好，在多电机的控制中得到了广泛的应用。随着模糊控制、神经控制、自适应控制、前馈控制等控制技术的不断深化发展，这些控制技术在数控系统的伺服控制上得到了极大的发挥。但由于对于多电机同步控制过程中存在时变性、对象不确定性、非线性以及随机干扰等现象，PID控制很难得到精确的控制结果。因此由于PID自身的特性，只在精度要求不高的被控对象中得到了广泛的应用。 近年来，除了使用传统的PID控制外，许多科学研究者将现代控制理论，如鲁棒控制、模糊控制、神经网络、模型参考自适应控制等，应用到多轴系统的同步控制中。事实证明取得了很好的效果，进一步提高了系统的性能。除此以外，研究人员将传统的PID控制技术与智能控制技术相结合，得到了很多新型多轴系统的同步控制方法，如模糊PID控制方法、PID神经网络等，大大提高了同步控制的精度。 随着工业的发展，越来越多的场合用到了双轴或多轴控制系统。为了满足双轴驱动时同步控制的需要，国外的各大数控系统生产商都积极的开发出了自己的具有双轴同步控制功能的数控系统。国外的数控技术起源早，在技术方面远远领先于国内，像德国的西门子、法国的NUM、日本的FANUC等早已实现了双轴的同步控制，并在实用中取得了良好的效果。比较典型的机型有20世纪90年代推出的西门子840D/810D，法国的NUM 1040M以及日本FANUC的FANUC-15i。它们通过对参数的设置，来确定需要同步的双轴以及双轴的主从之分，并且通过设置参数来给定双轴不同步的最大极限值以此来保护机床51[。下面分别对上述三种类型数控系统的同步控制方法加以说明。 1) 西门子840D/810D的双轴同步 西门子840D/810D实现双轴同步功能时，主要分为三个步骤： 第一步：主动轴回零。主轴回参考点，从动轴跟随主轴同步运行，直到主轴到达参考点。 第二步：从动轴回零。主动轴达到参考点后，从动轴自动回参考点（内部自动起动），此时主动轴跟随从动轴运动。所有的同步轴回到参考点后，然后对主动轴与从动轴的位置进行比较，如果差值不大于报警极限控制系统，开始同步过程强制连接，如果差值大于报警极限，则控制系统不会自动开始同步过程，并输出等待同步起动信息，等待操作员起动同步处理，再次起动。 第三步：同步处理。主动轴和从动轴的补偿功能被激活，时刻监视双轴的运行状态，并及时进行补偿。 2) NUM 1040M中的双轴同步 NUM 1040M数控系统在处理同步时与西门子的比较相似，只是在处理同步补偿时比较简洁。直接将主、从动轴的差值在下一个插补周期时叠加到从动轴的输出上，简化了一系列的复杂的运算。 NUM的独特之处在于其向用户展示的各项参数，具有很强的开放性，对P参数的设置是其开放性的特征之一，NUM 1040M系统中共有115个P参数，通过修改P参数就可以实现对控制系统的配置。用户可在NUM专用软件的环境下，方便、快捷的通过P参数对系统进行配置与调整，亦可不借助任何软件及工具，在线修改P参数。NUM系统中，双轴同步控制的功能也是通过设定P参数实现的。 3) FANUC-15i中的双轴同步 其同步的建立有两种方式：基于手动返回参考点上的同步建立；基于机床坐标系的同步建立。 虽然国外很多数控系统供应商推出了各自的具有双轴同步控制功能的数控系统，并且在市场上还有不错的表现，但是，这并不代表在现有的基础上双轴同步控制的研究就达到了完美的境界，这里面还是存在很多问题值得探讨的。开发具有双轴同步控制功能的数控系统周期长，在进行高速高精控制时，双轴的反馈以及反馈的处理一定要及时，这对数控系统本身就有很高的要求。对于国产众多数控系统来说，由于其插补周期的限制，在数控系统上进行双轴同步控制技术的突破，颇有难度。 随着电子技术的发展，伺服驱动的功能也日益强大起来，如果能将双轴同步控制的功能整合到伺服驱动中，这样，不但减轻了数控系统的负担，而且使得反馈回来的同步数据的处理更加迅捷，在控制高速高精机床时更具有优势]6[。
2.多轴系统同步控制机理 多轴系统是非线性、强耦合的多输入多输出系统。多轴系统同步控制的主要性能指标有：速度比例同步；位置（或角度）同步；绝对值误差小于某限幅值。多轴系统的同步运行关系一般分为以下几类]7[： 1) 要求多轴系统的同步运动具有相同的速度或位移量在瞬态或稳态都能够保持同步，这是通常将的侠义上的同步，也就是最简单的同步控制。以常见的双轴系统为例，该种情况下角位移同步误差Δθ可由以下公式求得：
dtdt)(
2121 (1-1)
其中θ1、θ2、ω1、ω2分别为运动轴1和2的角位移和角速度。由公式(1-1)可知，若在某个阶段Δω始终为零，则Δθ也为零。但假设系统因为外界干扰等原因导致Δθ发生变换，为消除该同步误差，必然要求两个轴以不同的速度运动，从而使得Δω偏离零点，即产生速度误差。由此可以看出，虽然在多数情况下系统的位置同步需要有速度同步作为前提保障，但在某些时刻，为了实现位移同步，就必须牺牲一定的速度同步性能，此时两者呈现相互制约的关系。 2) 要求多轴系统中个运动轴以一定的比例关系运行。在实际多轴系统中，有些场合并不一定要求各台电机的速度完全相等，而一般的情况是要求各台电机之间能都协调运行。假设系统中运动轴1 、2的输出角速度为ω1、ω2，那么它们之间应当保持如下关系才能满足此类同步控制的需求：