提高多轴伺服系统的轮廓跟随性能是现代计算机数控加工的重要应用之一。针对传统交叉耦合控制方法对自由曲线轨迹的轮廓跟踪精度较差以及传统PID控制系统抗扰性和鲁棒性较差的问题,提出一种基于自抗扰控制的交叉耦合轮廓误差补偿综合控制策略,该策略由用于位置环反馈控制和轮廓误差补偿的新型非线性PID(NLPID)、位置伺服控制器TNP-ADRC和基于NLPID的变增益交叉耦合控制器组成。在MATLAB/Simulink环境下对方波信号跟踪和标准圆轮廓加工过程中轮廓误差的变化情况进行仿真,仿真结果表明:与传统PID交叉耦合控制相比,该方法不仅能够有效提高系统的鲁棒性以及抗干扰能力,并且能够显著提高多轴运动控制系统的轮廓加工精度。

直接把轮廓误差作为控制的目标，在多轴运动的各轴之间引入耦合因素，通过各轴间的协调来提高轮廓精度，而不仅仅通过单轴解藕控制改善各轴的位置跟踪精度。就多轴协调运动中的各种交叉耦合控制器的设计，从控制的角度进行了全面的分析与综合，提出了有待解决的若干问题，对未来的发展方向进行了展望。

钣金折弯过程中因折弯机双缸电液比例模型参数的差异与时变以及折弯负载力干扰等导致系统指令跟随误差和双缸同步误差增大,为减小这种误差给生产效率和机床工况带来的不良影响,提出了一种基于迭代前馈和单神经元PID的复合控制算法,利用单神经元PID的自适应能力提高系统对折弯负载力干扰的鲁棒性,通过迭代学习前馈控制提高系统的快速跟随性,并引入交叉耦合控制改善双缸同步性。折弯实验结果表明:该复合控制算法较工程中常用的PID算法,不仅使得最大跟踪误差和最大同步误差分别从2.1 mm和0.14 mm减小到0.5 mm和0.055 mm,改善了机床加工工况,而且折弯工进的定位周期缩短了约18%,提高了生产效率。

针对两轴伺服系统轮廓误差控制问题,提出一种基于模糊滑模的交叉耦合轮廓误差控制方法。设计了单轴模糊滑模跟踪控制器,用于消除干扰作用。将模糊控制器用于自适应调节滑模控制器切换增益,减小滑模控制的抖振现象。采用交叉耦合控制算法进行两轴间的协调控制,解决轴间参数不匹配的问题,保证轮廓控制精度。仿真结果表明:该方法能有效提高跟踪精度和轮廓精度。

为减少多永磁同步电机在启动过程中的同步误差并降低电机的启动时间,以传统的交叉耦合控制结构为基础,结合模糊自调整滤波器和新型同步补偿器,提出基于改进交叉耦合的多永磁同步电机速度控制方法,即通过模式选择器对模糊控制器进行工作模式的切换,同时在不同的额定速度和负载转矩下自动调整各电机的软化系数,使各电机在启动过程中遵循软化转速轨迹;通过设计同步补偿器实现相位超前,进而降低同步误差并缩短电机调整时间。最后基于永磁同步电机调速控制平台进行了仿真对比验证。结果表明:在电机负载启动与稳态突变阶段,相比传统的控制结构,改进的交叉耦合控制结构的最大同步误差分别降低了55%和25.7%,速度调整时间同比减少了23%和39%,有效提高了系统的同步性能和动态响应能力。

针对工业控制中双轴同步伺服系统的伺服参数不匹配及外部扰动造成的运动不同步问题,在分析了经典的位置控制策略和直线型双轴同步运动的同步误差与跟踪误差几何关系的基础上,引入耦合误差变量,设计了一种位置环非线性PID的交叉耦合同步控制器,实现跟踪误差与同步误差同时减小。在X-Y运动平台上,对所设计位置环非线性PID的交叉耦合同步控制器进行了实验,结果表明：基于非线性PID的交叉耦合同步控制相比于PID的传统交叉耦合同步控制,在单轴跟踪误差的最大值和均方根值上分别减少了50%和62.5%,在轴间同步误差的最大值和均方根值上分别减小了60%和63.64%。

雷达天线快速、稳定的架设和撤收是举升系统最基本的要求之一为提高车载雷达机动性对其举升系统的研究十分重要。通过对天线举升液压系统的分析建立系统的数学模型采用交叉耦合控制方式利用AMESim和Simulink联合仿真技术对系统进行仿真研究分析比较举升系统在有、无偏载情况下的同步特性。仿真结果表明：交叉耦合控制方式下该举升系统具有工作平稳、可靠性好以及同步精度高等优点。

该文介绍了液压/气动、电机等传动系统中3种经典同步控制策略（同等方式、主从式、交叉耦合控制）。分析了其控制特点并结合典型应用实例进行阐述。随着计算机技术和智能控制理论的发展近年来国内外在同步控制策略上出现了新方法、新技术将模糊控制、自适应控制、神经网络控制等应用到同步控制技术中该文探讨了这些同步控制新方法并进行了分类总结。最后介绍了作者目前所从事用于土工试验土体动力学研究的双向电液激振同步控制装置及其同步控制策略。