控制同步（synchrocontrol）又稱(chēng)同步控制，是和異步控制相對而言的，同步控制的led顯示屏在發(fā)布和更新內容時(shí)，和控制電腦的顯示器內容一致，電腦一旦關(guān)機則顯示屏相應也要關(guān)閉。異步控制系統的則不用，一旦發(fā)布好內容，連接顯示屏的控制電腦關(guān)了之后并不影響顯示屏的發(fā)布。

基礎概念

同步控制是一種常用到的工控技術(shù)，同步，顧名思義就是要按照一定比率來(lái)協(xié)調主機和從機之間的位置、轉速、扭矩等量。

多臺電機的同步運行問(wèn)題應用較為廣泛，尤其在多單元生產(chǎn)流水線(xiàn)中及驅動(dòng)同一負載時(shí)居多，但對具體的應用，會(huì )有不同的要求。若采用變頻器及相關(guān)配套產(chǎn)品，可較有效地實(shí)現不同功能。這里說(shuō)的配套產(chǎn)品包括：控制電器、變頻器輔助選件、傳感器、

等。

同步控制

所謂同步控制，就是一個(gè)坐標的運動(dòng)指令能夠驅動(dòng)兩個(gè)電動(dòng)機同時(shí)運行，通過(guò)對這兩個(gè)電動(dòng)機移動(dòng)量的檢測，將位移偏差反饋到數控系統獲得同步誤差補償。其目的是將主、從兩個(gè)電動(dòng)機之間的位移偏差量控制在一個(gè)允許的范圍內。同步控制一般可分為以下幾類(lèi)。

1）系統中各軸的運動(dòng)速度或位移量在瞬態(tài)或穩態(tài)都能夠保持同步，這是通常狹義上對于同步的理解，也是最為簡(jiǎn)單的一類(lèi)。以常見(jiàn)的雙軸系統為例，該種情況下角位移同步誤差

可由以下公式求得：

其中，

分別為運動(dòng)軸1和2的角位移和角速度。由上式可知，若在某個(gè)階段

始終為零，則

也為零。但假設系統因為外界干擾等原因導致

發(fā)生變化，為消除該同步誤差，必然要求兩個(gè)軸以不同的速度運動(dòng)，從而使得

偏離零點(diǎn)，即產(chǎn)生速度同步誤差。由此可見(jiàn)，雖然多數情況下系統的位置同步需要有速度同步作為前提保障，但在某些時(shí)刻，為了實(shí)現位置同步，就必須犧牲一定的速度同步性能，此時(shí)兩者呈現出相互制約的關(guān)系。

2）多軸系統中的各運動(dòng)軸以一定的比例關(guān)系運行。在實(shí)際應用中，并非所有場(chǎng)合都需要每個(gè)軸以相同速度運動(dòng)。更一般的情況是要求各運動(dòng)軸相互協(xié)調運行。假設系統中運動(dòng)軸1、2的輸出角速度為

那么此時(shí)它們應當保持如下關(guān)系：

式中，a即為速度同步系數，通過(guò)對該系數的設定與修改，便可實(shí)現系統在各種不同場(chǎng)合下的同步運動(dòng)，這是廣義上的同步概念。

3）另外，還存在一種較為特殊的同步類(lèi)型，它要求運動(dòng)軸之間的輸出速度保持一個(gè)恒定差值。該種同步在機器人控制、數控設備等領(lǐng)域的應用中較為常見(jiàn)。

工作原理

同步控制器一般有兩類(lèi)。一類(lèi)是和張力系統連同一起來(lái)使用的，張力控制器也是一種同步控制器件，這類(lèi)型的同步是以轉速和扭矩等量的同步來(lái)實(shí)現的；

另一類(lèi)是空間定位控制器，就是位置同步，一般應用于機器人，數控機床，飛剪等系統的軸間聯(lián)動(dòng)使用，是一種軸間的位置跟蹤定位。

目前同步控制器有嵌入式設定參數的，也有直接可編程類(lèi)的，隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，可編程類(lèi)的應用慢慢超過(guò)了前者，代表者同步技術(shù)的發(fā)展方向，它可以通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)等通訊技術(shù)和其他設備進(jìn)行連接和操作。

變頻器本身就是一個(gè)計算機控制系統，每一種型號的變頻器通常適合驅動(dòng)特定性質(zhì)的負載。而對于相同負載性質(zhì)的不同應用需求，希望能夠調整變頻器參數以滿(mǎn)足工藝要求。因此，各種型號的變頻器都為用戶(hù)提供了變頻器參數調整的手段。參數調整的方法可以通過(guò)配套的操作面板手動(dòng)離線(xiàn)進(jìn)行，也可以通過(guò)通信的方法在線(xiàn)進(jìn)行。

同步控制方式

同步控制方式是指各項操作由統一的時(shí)序信號進(jìn)行同步控制。這就意味著(zhù)各個(gè)微操作必須在規定的時(shí)間內完成，到達規定時(shí)間自動(dòng)執行后繼的微操作。

根據不同情況，同步控制方式可以選取如下方案：

1.采用完全統一的機器周期（或節拍）執行各種不同的指令，即不管微操作的繁簡(jiǎn)，以最復雜的微操作為標準，采取統一的，具有相同時(shí)間間隔和相同數目的節拍作為機器周期。對于那些比較簡(jiǎn)單的微操作，將造成時(shí)間浪費。

2.采用不同節拍的機器周期，以解決微操作執行所需要時(shí)間不統一的問(wèn)題。通常把大多數微操作安排在一個(gè)比較短時(shí)間的機器周期內完成，而對于某些比較復雜的微操作，則采取延長(cháng)機器周期或者增加節拍的辦法解決。

3.采用中央控制和局部控制相結合的方法。將機器的大部分指令安排在一個(gè)統一的比較短的機器周期內完成，稱(chēng)為中央控制，而將少數操作復雜的指令中的某些微操作另外處理稱(chēng)為局部控制。

多軸同步控制

多軸同步控制，又稱(chēng)多軸系統同步控制，指在大多數多軸傳動(dòng)系統應用中，使各軸之間保持一定的同步運行關(guān)系。多軸系統是非線(xiàn)性、強耦合的多輸入多輸出系統。多軸同步控制的主要性能指標有：速度比例同步、位置（或角度）同步和絕對值誤差小于某限幅值。

多軸同步控制是一門(mén)跨學(xué)科的綜合性技術(shù)，是電力電子技術(shù)、電氣傳動(dòng)技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)和機械技術(shù)的有機結合，它的發(fā)展與其它相關(guān)技術(shù)的發(fā)展是密切聯(lián)系在一起的。

保證多軸同步協(xié)調運動(dòng)的常用方法主要分為兩大類(lèi)：機械方式和電氣方式。

機械式同步

機械式同步出現較早，它主要通過(guò)在運動(dòng)軸之間添加物理連接來(lái)實(shí)現。該方法往往使用一臺大功率電機作為動(dòng)力來(lái)源，并通過(guò)齒輪、鏈條、皮帶等機械結構實(shí)現能量的傳遞。改變這些機械環(huán)節的特性，就可以使整個(gè)系統的傳動(dòng)比、轉速等參數產(chǎn)生相應變化。在工作時(shí)，如果某個(gè)從運動(dòng)軸的負載受到擾動(dòng)，該擾動(dòng)將會(huì )通過(guò)機械環(huán)節傳遞給主軸，從而改變主軸的輸出。由于主軸和從軸之間均存在機械連接，因此其它從動(dòng)軸的輸出也會(huì )發(fā)生相應變化，從而起到同步控制的效果。

從機械式同步控制方法的實(shí)現原理可知，該方法具有原理簡(jiǎn)單、易于實(shí)現等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在以下不足：

1）由于機械式同步一般只使用單一的動(dòng)力元件，導致各從軸所分配到的功率相對較小，限制了它們帶動(dòng)負載的能力；

2）機械同步系統中的傳動(dòng)環(huán)節一般采用接觸式連接，工作時(shí)所產(chǎn)生的摩擦不僅會(huì )造成能量的損耗，還會(huì )磨損傳動(dòng)零部件，影響同步性能，縮短系統使用壽命，不利于維護保養；

3）由于采用機械式連接，該種同步方法的結構比較固定，參數不易調節。若需要對其做出修改，則必須增加或者移去某些機械零部件，操作較為繁瑣。另外機械連接也會(huì )受到系統結構尺寸的限制，難以實(shí)現遠距離同步控制。

電氣式同步

隨著(zhù)科技的進(jìn)步，尤其是伺服數控技術(shù)的迅速發(fā)展，科研人員提出了電氣式同步控制方法，有效解決了機械式同步所存在的問(wèn)題。電氣式同步控制主要由一個(gè)核心控制器以及與其相連的若干個(gè)子單元組成，每個(gè)子單元都有一個(gè)獨立電機來(lái)驅動(dòng)對應運動(dòng)軸。設計人員通過(guò)編寫(xiě)相應程序，使得各子單元在核心控制器的協(xié)調下工作，保證運動(dòng)軸的同步運行。由于每個(gè)軸都由單獨的電機驅動(dòng)，因此該種方法帶動(dòng)負載的能力有了顯著(zhù)提高，且簡(jiǎn)化了設備機械結構，能夠實(shí)現精度更高，同步性更好的控制。電氣式同步涉及到了很多學(xué)科的綜合知識，具有巨大的發(fā)展前景，可以在各個(gè)領(lǐng)域內廣泛應用。