多轴马达同动控制系统及其方法与流程

本发明涉及一种控制系统，特别涉及一种多轴马达同动控制系统。本发明还涉及此多轴马达同动控制系统的控制方法。

背景技术：

一直以来高速度与高精确度都是工具机发展的目标，但应用于不同目的的工具机在不同场合上所需克服的问题也不尽相同，当所需生产的工件越来越大时，工具机的体积也越大，例如，近年来，工具机被用来生产大尺寸LCD面板与大型太阳能板等等。而以往在X-Y平台或是多轴加工机的控制应用中，各轴仅由单组马达所驱动，然而为了符合高加速、高推力和高刚性的需求，多轴马达系统便顺势而生。在此架构下，各组马达之间的位置误差与速度误差除影响精度外，也可能使机构产生变形，造成受控系统的损坏，甚者危害工作人员的安全。

现有技术已提出了多种不同的多轴马达同动控制系统以克服上述的问题，然而，现有技术的多轴马达同动控制系统却仍有不少缺点有待改进。例如，美国专利第7183739号公开一种平行式信号传递的同步运动架构，其以双线性马达间的转矩差异量或电流差异量为同步运动补偿信号来实现双轴同步运动控制。然而，其仅适用于双线性马达的同步运动补偿，无法有效应用于二轴以上的多轴同动控制系统，故使用上受到很大的限制，且平行式同步运动架构较缺乏强健性。

美国专利第5646495号公开一种利用串-并联式信号传递的同步运动架构，其以双线性马达间的速度差异量为同步运动补偿信号，再辅以阻尼补偿器增加强健性。然而，同样的，其仅适用于双线性马达的同步运动补偿，无法有效应用于二轴以上的多轴同动控制系统，故使用上受到很大的限制。另外，此架构属于主从式控制，因此从动轴仅会跟从主动轴，但与控制命令所欲达到的位置仍会有一段差距，因此会有相位落后的问题。

中国台湾专利公开第200729673号公开一种利用串-并联式信号传递的同 步运动架构，其考虑重力加速度对同步运动控制性能的影响，而提出主动式气压补偿系统，搭配串-并联混合式同步运动控制架构，以有效地提升垂直轴向双平行线型马达的同步运动控制性能。然而，同样的，其仅适用于双线性马达的同步运动补偿，无法有效应用于二轴以上的多轴同动控制系统，故使用上受到很大的限制。另外，此架构仍属于主从式控制，因此从动轴仅会跟从主动轴，但与控制命令所欲达到的位置仍会有一段差距，因此会有相位落后的问题。

因此，如何提出一种多轴马达同动控制系统，能够有效改善现有技术的多轴马达同动控制系统使用上受到限制、相位落后及缺乏强健性等缺点已成为一个刻不容缓的问题。

技术实现要素：

有鉴于上述现有技术的问题，本发明的其中一目的就是在提供一种多轴马达同动控制系统及其方法，以解决现有技术的多轴马达同动控制系统使用上受到限制、相位落后及缺乏强健性等问题。

根据本发明的一方面，提出一种多轴马达同动控制系统，其包含有多个驱动轴，这些驱动轴互相连结，其中，任一个该驱动轴包含有位置回路控制器、速度回路控制器、马达及同动校正装置。位置回路控制器根据位置命令产生速度信号。速度回路控制器根据速度信号产生速度命令。马达根据速度命令运转。同动校正装置计算此马达的位置反馈信号及与其相邻的这些驱动轴的这些马达的位置反馈信号的平均值，并反馈至位置回路控制器，藉此进行同动校正。

在一实施例中，同动校正装置还将平均值进行微分产生第一速度补偿值，并反馈至速度回路控制器，藉此进行同动校正。

在一实施例中，同动校正装置包含第一加法器、除法器及第一微分器。

在一实施例中，任一个驱动轴还包含同动补偿装置，其根据驱动轴的马达的位置反馈信号及与其相邻的这些驱动轴的这些马达的位置反馈信号产生第三速度补偿值，并反馈至此驱动轴的速度回路控制器，藉此进行同动补偿。

在一实施例中，第一加法器及除法器计算平均值，而微分器将平均值进行微分产生第一速度补偿值。

在一实施例中，同动补偿装置包含乘法器、第二加法器、第三加法器、 一积分器、第一转移函数控制器、第二转移函数控制器及比例积分控制器。

在一实施例中，任一个驱动轴还包含前馈控制装置，其对位置命令进行前馈控制以产生第四速度补偿值，并反馈至驱动轴的速度回路控制器，藉此进行前馈补偿。

在一实施例中，乘法器将驱动轴的马达的位置反馈信号乘以整数倍以产生第一计算值，第二加法器将第一计算值减去与其相邻的这些驱动轴的这些马达的位置反馈信号以产生第二计算值，第一计算值通过第一转移函数控制器处理后产生第三计算值，第一计算值通过积分器及第二转移函数控制器处理后产生第四计算值，第三加法器将第三计算值及第四计算值相加以产生第五计算值，比例积分控制器根据第五计算值产生第三速度补偿值。

在一实施例中，前馈控制装置包含第二微分器及第三转移函数控制器。

在一实施例中，任一个驱动轴还包含第四加法器，其将位置命令与平均值相减以产生位置补偿值，并反馈至驱动轴的位置回路控制器以产生第二速度补偿值，并反馈至驱动轴的速度回路控制器。

在一实施例中，位置命令通过第二微分器及第三转移函数控制器处理后产生第四速度补偿值。

在一实施例中，任一个驱动轴还包含第五加法器，其将第二速度补偿值、第三速度补偿值、第四速度补偿值相加，并减去第一速度补偿值，以产生总速度补偿值，并反馈至此驱动轴的速度回路控制器。

在一实施例中，速度回路控制器根据总速度补偿值产生速度命令，以控制驱动轴的马达的运转。

根据本发明的另一方面，再提出一种多轴马达同动控制方法，可用于多轴马达同动控制系统，此多轴马达同动控制系统包含有多个驱动轴，这些驱动轴互相连结，多轴马达同动控制方法包含下列步骤：传送位置命令至各个驱动轴的位置回路控制器以产生速度信号；传送速度信号至各个驱动轴的速度回路控制器以产生速度命令以驱动各个驱动轴的马达；计算各个驱动轴的马达的位置反馈信号及与其相邻的这些驱动轴的这些马达的位置反馈信号的平均值；以及将各个平均值分别反馈至对应的驱动轴的位置回路控制器，藉此对多轴马达同动控制系统进行同动校正。

在一实施例中，多轴马达同动控制方法还包含下列步骤：将各个平均值进行微分产生第一速度补偿值，并反馈至对应的驱动轴的速度回路控制器， 藉此进行同动校正。

在一实施例中，多轴马达同动控制方法还包含下列步骤：根据各个驱动轴的马达的位置反馈信号及与其邻近的这些驱动轴的这些马达的位置反馈信号产生第三速度补偿值，并反馈至对应的驱动轴的速度回路控制器，藉此对多轴马达同动控制系统进行同动补偿。

在一实施例中，多轴马达同动控制方法还包含下列步骤：对位置命令进行前馈控制以产生第四速度补偿值，并反馈至各个驱动轴的速度回路控制器，藉此进行前馈补偿。

在一实施例中，多轴马达同动控制方法还包含下列步骤：将位置命令与各个平均值相减以分别产生位置补偿值，并反馈至对应的驱动轴的位置回路控制器，以产生第二速度补偿值。

在一实施例中，多轴马达同动控制方法还包含下列步骤：将各个驱动轴的第二速度补偿值、第三速度补偿值、第四速度补偿值相加，并减去第一速度补偿值，以分别产生总速度补偿值。

在一实施例中，多轴马达同动控制方法还包含下列步骤：将各个总速度补偿值反馈至对应的驱动轴的速度回路控制器，以控制对应的驱动轴的马达的运转。

附图说明

图1为本发明的多轴马达同动控制系统的第一实施例的方块图。

图2为本发明的多轴马达同动控制系统的第一实施例的示意图。

图3为本发明的多轴马达同动控制系统的第一实施例的流程图。

图4为本发明的多轴马达同动控制系统的第二实施例的方块图。

图5为本发明的多轴马达同动控制系统的第二实施例的示意图。

图6为本发明的多轴马达同动控制系统的第二实施例的流程图。

图7为本发明的多轴马达同动控制系统的第三实施例的方块图。

图8为本发明的多轴马达同动控制系统的第三实施例的第一示意图。

图9为本发明的多轴马达同动控制系统的第三实施例的第二示意图。

图10为本发明的多轴马达同动控制系统的第三实施例的第三示意图。

图11为本发明的多轴马达同动控制系统的第三实施例的第四示意图。

图12为本发明的多轴马达同动控制系统的第三实施例的第五示意图。 图13为本发明的多轴马达同动控制系统的第三实施例的第六示意图。图14为本发明的多轴马达同动控制系统的第三实施例的第七示意图。图15为本发明的多轴马达同动控制系统的第三实施例的流程图。

【符号说明】

1 多轴马达同动控制系统

11_i-1、11_i、11_i+1 驱动轴

111 位置回路控制器

112 速度回路控制器

113 马达

114 同动校正装置

115 同动补偿装置

116 前馈控制装置

A1～A5 加法器

DR 除法器

D1～D2 微分器

M 乘法器

I 积分器

G1～G3 转移函数控制器

PIC 比例积分控制器

PC 位置命令

d_i、d_i-1、d_i+1 位置反馈信号

d’_i、d’_i-1、d’_i+1 平均值

v’_i1、v’_i1-1、v’_i1+1 第一速度补偿值

v’_i2、v’_i2-1、v’_i2+1 第二速度补偿值

v’_i3、v’_i3-1、v’_i3+1 第三速度补偿值

v’_i4、v’_i4-1、v’_i4+1 第四速度补偿值

v’_t、v’_t-1、v’_t+1 总速度补偿值

C1 第一计算值

C2 第二计算值

C3 第三计算值

C4 第四计算值

C5 第五计算值

S31～S34、S61～S65、S151～S156 步骤流程

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本发明的多轴马达同动控制系统及其方法的实施例，为使便于理解，下述实施例中的相同元件以相同的符号标示来说明。

请参阅图1，其为本发明的多轴马达同动控制系统的第一实施例的方块图。如图所示，多轴马达同动控制系统1包含多个驱动轴11_i-1、11_i、11_i+1，各个驱动轴11_i-1、11_i、11_i+1包含位置回路控制器111、速度回路控制器112、马达113及同动校正装置114。

由驱动轴11_i观之，位置回路控制器111根据位置命令产生速度信号，并传送速度信号至速度回路控制器112。速度回路控制器112可根据速度信号产生速度命令并传送至马达113。马达113则可根据速度命令运转。同动校正装置114计算马达113的位置反馈信号d_i及与其相邻的这些驱动轴11_i-1、11_i+1的这些马达113的位置反馈信号d_i-1、d_i+1的平均值，并反馈至位置回路控制器111及速度回路控制器112。而多轴马达同动控制系统1的各个驱动轴均进行上述的程序，藉此对所有驱动轴进行同动校正。

请参阅图2，其为本发明的多轴马达同动控制系统的第一实施例的示意图。图中所示的是本发明的多轴马达同动控制系统的第一实施例的其中一种优选的结构。如图所示，多轴马达同动控制系统1包含多个驱动轴11_i-1、11_i、11_i+1，而各个驱动轴11_i-1、11_i、11_i+1则包含有位置回路控制器111、速度回路控制器112、马达113、同动校正装置114以及多个加法器A4、A5。

由驱动轴11_i观之，位置回路控制器111根据位置命令PC产生速度信号，并传送速度信号至速度回路控制器112。速度回路控制器112可根据速度信号产生速度命令并传送至马达113。马达113则可根据速度命令运转。

同动校正装置114包含加法器A1、除法器DR及微分器D1。加法器A1计算马达113的位置反馈信号d_i及与其相邻的这些驱动轴11_i-1、11_i+1的这些马达113的位置反馈信号d_i-1、d_i+1的总和，而除法器DR则根据此总和计算平均值d’_i，微分器D1将平均值d’_i微分以产生第一速度补偿值v’_i1，加法器A4将位置命令PC与平均值d’_i相减，并反馈至位置回路控制器111以产生第 二速度补偿值v’_i2。

加法器A5则将第二速度补偿值v’_i2与第一速度补偿值v’_i1相减以产生总速度补偿值V_t，并将总速度补偿值V_t反馈至速度回路控制器112以产生控制命令以控制马达113运转。而多轴马达同动控制系统1的各个驱动轴均进行上述的程序，藉此对所有驱动轴进行同动校正。

由上述可知，同动校正装置114藉由导入虚拟反馈的概念，将多轴马达控制系统的各个驱动轴反馈做预处理，其可对多个驱动轴间的速度与位置做同动校正，以达到各个驱动轴间的同步运动。虚拟位置反馈定义如下：

其中，d’_i为第i个驱动轴的马达的虚拟位置反馈信号；d_i为第i个驱动轴的马达的位置反馈信号；n为平均采样驱动轴数。虚拟速度反馈定义如下：

其中，v’_i为第i个驱动轴的马达的虚拟速度反馈信号；v_i为第i个驱动轴的马达的速度反馈信号；n为平均采样驱动轴数。

通过上述虚拟反馈的概念，多轴马达同动控制系统1能将相邻的数个驱动轴的马达的反馈位置信号及反馈速度信号作平均，藉此可将多轴同动控制系统的所有驱动轴的同动误差消除，以增加其强健性。

请参阅图3，其为本发明的多轴马达同动控制系统的第一实施例的流程图。本实施例包含下列步骤：

在步骤S31中，传送位置命令至各个驱动轴的位置回路控制器以产生速度信号。

在步骤S32中，传送速度信号至各个驱动轴的速度回路控制器以产生速度命令以驱动各个驱动轴的马达。

在步骤S33中，计算各个驱动轴的马达的位置反馈信号及与其相邻的这些驱动轴的这些马达的位置反馈信号的平均值。

在步骤S34中，将各个平均值分别反馈至对应的驱动轴的位置回路控制器及速度回路控制器，藉此对多轴马达同动控制系统进行同动校正。

请参阅图4，其为本发明的多轴马达同动控制系统的第二实施例的方块图。如图所示，多轴马达同动控制系统1包含多个驱动轴11_i-1、11_i、11_i+1， 各个驱动轴11_i-1、11_i、11_i+1包含位置回路控制器111、速度回路控制器112、马达113、同动校正装置114及同动补偿装置115。

由驱动轴11_i观之，位置回路控制器111根据位置命令PC产生速度信号，并传送速度信号至速度回路控制器112。速度回路控制器112可根据速度信号产生速度命令并传送至马达113。马达113则可根据速度命令运转。同动校正装置114计算马达113的位置反馈信号d_i及与其相邻的这些驱动轴11_i-1、11_i+1的这些马达113的位置反馈信号d_i-1、d_i+1的平均值，并反馈至位置回路控制器111及速度回路控制器112，藉此进行第一次的同动校正。

同动补偿装置115根据马达113的位置反馈信号d_i及与其相邻的这些驱动轴11_i-1、11_i+1的这些马达113的位置反馈信号d_i-1、d_i+1计算驱动轴11_i-1、11_i、11_i+1的交叉耦合同动误差，并反馈至速度回路控制器112，藉此进行第二次的同动校正。而多轴马达同动控制系统1的各个驱动轴均进行上述的程序，藉此对所有驱动轴进行同动校正。

请参阅图5，其为本发明的多轴马达同动控制系统的第二实施例的示意图。图中所示的是本发明的多轴马达同动控制系统的第二实施例的其中一种优选的结构。如图所示，多轴马达同动控制系统1包含多个驱动轴11_i-1、11_i、11_i+1，而各个驱动轴11_i-1、11_i、11_i+1则包含有位置回路控制器111、速度回路控制器112、马达113、同动校正装置114、同动补偿装置115以及多个加法器A4、A5。

由驱动轴11_i观之，位置回路控制器111根据位置命令PC产生速度信号，并传送速度信号至速度回路控制器112。速度回路控制器112可根据速度信号产生速度命令并传送至马达113。马达113则可根据速度命令运转。

同动校正装置114包含加法器A1、除法器DR及微分器D1。加法器A1计算马达113的位置反馈信号d_i及与其相邻的这些驱动轴11_i-1、11_i+1的这些马达113的位置反馈信号d_i-1、d_i+1的总和，而除法器DR则根据此总和计算平均值d’_i，微分器D1将平均值d’_i微分以产生第一速度补偿值v’_i1，加法器A4将位置命令PC与平均值d’_i相减，并反馈至位置回路控制器111以产生第二速度补偿值v’_i2。

同动补偿装置115具交叉耦合同动补偿的功能，其可包含乘法器M、加法器A2、加法器A3、积分器I、转移函数控制器G1、转移函数控制器G2及比例积分控制器PIC。其中，乘法器M将驱动轴11_i的马达113的位置反馈 信号d_i乘以2以产生第一计算值C1，加法器A2将第一计算值C1减去与其相邻的这些驱动轴11_i-1、11_i+1的这些马达113的位置反馈信号d_i-1、d_i+1以产生第二计算值C2，第二计算值C2通过转移函数控制器G1处理后产生第三计算值C3，第一计算值C1通过积分器I及转移函数控制器G2处理后产生第四计算值C4，加法器A3将第三计算值C3及第四计算值C4相加以产生第五计算值C5，比例积分控制器PIC根据第五计算值C5产生第三速度补偿值v’_i3。

加法器A5则将与第二速度补偿值v’_i2及第三速度补偿值v’_i3相加再减去第一速度补偿值v’_i1以产生总速度补偿值V_t，并将总速度补偿值V_t反馈至速度回路控制器112以产生控制命令以控制马达113运转。而多轴马达同动控制系统1的各个驱动轴均进行上述的程序，藉此对所有驱动轴进行同动校正。

由上述可知，为了有效消除多轴马达同动控制系统1的所有驱动轴之间的同动误差，本实施例进一步利用交叉耦合同动补偿技术的概念，利用同动补偿装置115根据相邻的多个马达113的位置反馈信号计算交叉耦合同动误差，以用来补偿与修正多个驱动轴之间的同动误差，其中，相邻的二驱动轴的同动误差如下：

其中，为第i个驱动轴的交叉耦合同动误差；d_i为第i个驱动轴的马达的位置反馈信号。而交叉耦合同动误差推导如下：

其中，ε_i为第i个驱动轴的交叉耦合同动误差，其包含了二轴的同动误差，而多个驱动轴的交叉耦合同动误差转换方程式如下：

其中，d_i为第i个驱动轴的马达的位置反馈信号；n为平均采样驱动轴数。而通过上述交叉耦合同动误差转换方程式计算出来的交叉耦合同动误差再输入比例积分控制器处理后，再输入到速度回路控制器112以进一步修正多个驱动轴之间的同动误差。

如同前述，在本实施例中，多轴马达同动控制系统1通过虚拟反馈的概念，以同动校正装置114对多个驱动轴的反馈进行预处理，以对多个驱动轴的速度及位置进行第一次同动校正，并通过交叉耦合同动补偿技术的概念， 以同动补偿装置115进一步修正多个驱动轴间的同动误差，以对多个驱动轴的速度及位置进行第二次同动校正，故可以有效地使多轴马达同动控制系统1的所有驱动轴达到更高精度的同步运动。

请参阅图6，其为本发明的多轴马达同动控制系统的第二实施例的流程图。本实施例包含下列步骤：

在步骤S61中，传送位置命令至各个驱动轴的位置回路控制器以产生速度信号。

在步骤S62中，传送速度信号至各个驱动轴的速度回路控制器以产生速度命令以驱动各个驱动轴的马达。

在步骤S63中，计算各个驱动轴的马达的位置反馈信号及与其相邻的这些驱动轴的这些马达的位置反馈信号的平均值。

在步骤S64中，将各个平均值分别反馈至对应的驱动轴的位置回路控制器及速度回路控制器，藉此对多轴马达同动控制系统进行同动校正。

在步骤S65中，根据各个驱动轴的马达的位置反馈信号及与其邻近的这些驱动轴的这些马达的位置反馈信号计算邻近驱动轴的交叉耦合同动误差，并反馈至对应的驱动轴的速度回路控制器，藉此对多轴马达同动控制系统进行同动补偿。

请参阅图7，其为本发明的多轴马达同动控制系统的第三实施例的方块图。如图所示，多轴马达同动控制系统1包含多个驱动轴11_i-1、11_i、11_i+1，各个驱动轴11_i-1、11_i、11_i+1包含位置回路控制器111、速度回路控制器112、马达113、同动校正装置114、同动补偿装置115及前馈控制装置116。

由驱动轴11_i观之，位置回路控制器111根据位置命令PC产生速度信号，并传送速度信号至速度回路控制器112。速度回路控制器112可根据速度信号产生速度命令并传送至马达113。马达113则可根据速度命令运转。同动校正装置114计算马达113的位置反馈信号d_i及与其相邻的这些驱动轴11_i-1、11_i+1的这些马达113的位置反馈信号d_i-1、d_i+1的平均值，并反馈至位置回路控制器111及速度回路控制器112，藉此进行第一次的同动校正。

同动补偿装置115根据马达113的位置反馈信号d_i及与其相邻的这些驱动轴11_i-1、11_i+1的这些马达113的位置反馈信号d_i-1、d_i+1计算驱动轴11_i-1、11_i、11_i+1的交叉耦合同动误差，并反馈至速度回路控制器112，藉此进行第二次的同动校正。

前馈控制装置116对位置命令进行前馈控制以产生补偿信号，并反馈至速度回路控制器112，藉此进行前馈补偿。而多轴马达同动控制系统1的各个驱动轴均进行上述的程序，藉此对所有驱动轴进行同动校正。

请参阅图8，其为本发明的多轴马达同动控制系统的第三实施例的第一示意图。图中所示的是本发明的多轴马达同动控制系统的第三实施例的其中一种优选的结构。如图所示，多轴马达同动控制系统1包含多个驱动轴11_i-1、11_i、11_i+1，而各个驱动轴11_i-1、11_i、11_i+1则包含有位置回路控制器111、速度回路控制器112、马达113、同动校正装置114、同动补偿装置115、前馈控制装置116以及多个加法器A4、A5。

由驱动轴11_i观之，位置回路控制器111根据位置命令PC产生速度信号，并传送速度信号至速度回路控制器112。速度回路控制器112可根据速度信号产生速度命令并传送至马达113。马达113则可根据速度命令运转。

同动校正装置114包含加法器A1、除法器DR及微分器D1。加法器A1计算马达113的位置反馈信号d_i及与其相邻的这些驱动轴11_i-1、11_i+1的这些马达113的位置反馈信号d_i-1、d_i+1的总和，而除法器DR则根据此总和计算平均值d’_i，微分器D1将平均值d’_i微分以产生第一速度补偿值v’_i1，加法器A4将位置命令PC与平均值d’_i相减，并反馈至位置回路控制器111以产生第二速度补偿值v’_i2。

同动补偿装置115具有交叉耦合同动补偿的功能，其可包含乘法器M、加法器A2、加法器A3、积分器I、转移函数控制器G1、转移函数控制器G2及比例积分控制器PIC。其中，乘法器M将驱动轴11_i的马达113的位置反馈信号d_i乘以2以产生第一计算值C1，加法器A2将第一计算值C1减去与其相邻的这些驱动轴11_i-1、11_i+1的这些马达113的位置反馈信号d_i-1、d_i+1以产生第二计算值C2，第二计算值C2通过转移函数控制器G1处理后产生第三计算值C3，第一计算值C1通过积分器I及转移函数控制器G2处理后产生第四计算值C4，加法器A3将第三计算值C3及第四计算值C4相加以产生第五计算值C5，比例积分控制器PIC根据第五计算值C5产生第三速度补偿值v’_i3。

前馈控制装置116对位置命令PC进行前馈控制以进行前馈补偿，其包含微分器D2及转移函数控制器G3，位置命令PC通过微分器D2及转移函数控制器G3处理后产生第四速度补偿值v’_i4。

加法器A5则将与第二速度补偿值v’_i2、第三速度补偿值v’_i3及第四速度 补偿值v’_i4相加再减去第一速度补偿值v’_i1以产生总速度补偿值V_t，并将总速度补偿值V_t反馈至速度回路控制器112以产生控制命令以控制马达113运转。而多轴马达同动控制系统1的各个驱动轴均进行上述的程序，藉此对所有驱动轴进行同动校正。

由上述可知，在本实施例中，多轴马达同动控制系统1通过虚拟反馈的概念，以同动校正装置114对多个驱动轴的反馈进行预处理，以对多个驱动轴的速度及位置进行第一次同动校正，并通过交叉耦合同动补偿技术的概念，以同动补偿装置115进一步修正多个驱动轴间的同动误差，以对多个驱动轴的速度及位置进行第二次同动校正，再通过前馈控制装置将位置命令前馈到速度回路控制器，以补偿多轴同动控制所产生的相位落后，因此可以有效地使多轴马达同动控制系统1的所有驱动轴达到更高精度的同步运动。

又，本实施例的多轴马达同动控制系统1所采取的控制方法可利用简单的控制算法即可轻易实现，因此，多轴马达同动控制系统1的成本可以进一步降低。

另外，本实施例的多轴马达同动控制系统1可以轻易地达到模块化及全数字化，因此，多轴马达同动控制系统1可以直接应用于大部分市售的控制系统，故极具商业价值。

请参阅图9、图10及图11，其为本发明的多轴马达同动控制系统的第三实施例的第二示意图、第三示意图及第四示意图。图中所示的为利用本实施例的架构进行实验的实验结果，其中y1轴及y2轴表示相邻的二个驱动轴。图9表示y1轴及y2轴的追随轨迹及动子追随响应。图10表示y1轴及y2轴的动子追随误差。图10表示y1轴及y2轴的同动误差，由图10可看出，通过本实施例的架构，y1轴及y2轴的同动误差已大幅地降低。

请参阅图12、图13及图14，其为本发明的多轴马达同动控制系统的第三实施例的第五示意图、第六示意图及第七示意图。图中所示的为利用本实施例的架构进行实验的实验结果，其中更针对同动补偿装置115的转移函数控制器G1及G2进行参数最佳化。同样的，y1轴及y2轴表示相邻的二个驱动轴。图12表示y1轴及y2轴的追随轨迹及动子追随响应。图13表示y1轴及y2轴的动子追随误差。图14表示y1轴及y2轴的同动误差，由图14可看出，在针对同动补偿装置115的转移函数控制器G1及G2进行参数最佳化后，y1轴及y2轴的同动误差可以进一步降低。

请参阅图15，其为本发明的多轴马达同动控制系统的第三实施例的流程图。本实施例包含下列步骤：

在步骤S151中，传送位置命令至各个驱动轴的位置回路控制器以产生速度信号。

在步骤S152中，传送速度信号至各个驱动轴的速度回路控制器以产生速度命令以驱动各个驱动轴的马达。

在步骤S153中，计算各个驱动轴的马达的位置反馈信号及与其相邻的这些驱动轴的这些马达的位置反馈信号的平均值。

在步骤S154中，将各个平均值分别反馈至对应的驱动轴的位置回路控制器及速度回路控制器，藉此对多轴马达同动控制系统进行同动校正。

在步骤S155中，根据各个驱动轴的马达的位置反馈信号及与其邻近的这些驱动轴的这些马达的位置反馈信号计算邻近驱动轴的交叉耦合同动误差，并反馈至对应的驱动轴的速度回路控制器，藉此对多轴马达同动控制系统进行同动补偿。

在步骤S156中，对位置命令进行前馈控制以产生补偿信号，并反馈至各个驱动轴的速度回路控制器，藉此进行前馈补偿。

综上所述，依本发明的多轴马达同动控制系统及其方法，其可具有一或多个下述优点：

(1)本发明的一实施例中，多轴马达同动控制系统所采取的控制方法可有效应用于二轴以上的多轴马达同动控制系统，故多轴马达同动控制系统使用范围更为广泛。

(2)本发明的一实施例中，多轴马达同动控制系统包含同动校正装置，其藉由导入虚拟反馈的概念，将多轴马达同动控制系统的各驱动轴的反馈做预处理，对所有驱动轴间的速度与位置做第一次的同动校正，故可以有效地使多轴马达同动控制系统的所有驱动轴达到同步运动。

(3)本发明的一实施例中，多轴马达同动控制系统还包含同动补偿装置，其可提供多轴交叉耦合功能以进行第二次的同动校正，其可于速度回路中补偿所有驱动轴间的同动误差，故可进一步提升所有驱动轴间的同动响应，故可以有效地使多轴马达同动控制系统的所有驱动轴达到更高精度的同步运动。

(4)本发明的一实施例中，多轴马达同动控制系统还包含前馈控制装置， 其可将位置命令前馈到速度回路控制器，故可有效地补偿多轴同动控制所产生的相位落后。

(5)本发明的一实施例中，多轴马达同动控制系统所采取的控制方法可利用简单的控制算法实现，因此，多轴马达同动控制系统的成本可以进一步降低。

(6)本发明的一实施例中，多轴马达同动控制系统可以轻易地达到模块化及全数字化，因此，多轴马达同动控制系统可以应用于大部分市售的控制系统，故极具商业价值。

可见本发明在突破先前的技术下，确实已达到所欲增进的功效，且也非本领域技术人员所易于思及，其所具的进步性、实用性，显已符合专利的申请要件，爰依法提出专利申请，恳请贵局核准本件发明专利申请案，以励创作，至感德便。

以上所述仅为举例而非为限制。其它任何未脱离本发明的精神与范围，而对其进行的等效修改或变更，均应该包含于所附的权利要求书中。