在生產過程中，圓網印花機的整機運行速度范圍為4～120m/min，調速范圍很寬：工藝準備階段（非印花時間）的對花操作是在基速（約4m/min）下完成的，而印花作業卻要在高速(60～120m/min)下進行。在基速下的工藝準備一旦結束后，就應及時升到高速后穩定印花。圓網印花機在運行時，無論是在工藝準備階段還是正常高速連續印花階段，只要導帶或網頭電動機的速度發生波動，就經常會出現對花不準問題，即動態同步控制精度比較差。以前普遍采用的方案是盡量減少動態幅度(加減速率)變化，設法降低整機系統的非線性。這樣不僅延長了非印花時間，也降低了對花的控制精度，直接影響到印花質量。

　　西安工程科技學院電子信息學院和浙江紹興亞太高科特寬幅印花廠有關科研人員在圓網印花機獨立傳動基礎上提出了解決動態同步問題的控制策略，基于FPGA來解決圓網印花機動態控制問題。

　　獨立傳動圓網印花機的每個圓網在網頭上都有一個獨立傳動的控制電動機(稱為網頭電動機或圓網電動機)用來控制圓網轉速。如果在印花過程中，其中有1個圓網的印花與所設計的花型位置不相符，就會造成所印的花布為次品。因此，在獨立傳動的圓網印花控制系統中，多個網頭電動機的速度控制是保證印花質量的關鍵技術之一。該系統首先應該保證各個網頭電動機與印花導帶的線速度必須是同步的，同時每個圓網還要根據各自的對花信號來保證彼此之間相對位置同步，這樣才能避免錯花現象的發生。因此，圓網電動機的動態同步控制系統是雙同步控制系統——既要對導帶的線速度進行同步跟蹤，還要保證運行中各圓網之間的相對位置不變。

　　網頭電動機的驅動采用交流伺服速度控制系統。在系統設計中，選用安川公司全數字式交流伺服驅動器ΣⅡ系列和配套交流伺服電動機構成系統的速度伺服單元。把交流伺服系統作為整個系統的一個環節，可把它看作速度伺服單元，其本身具備“三環”，即電流環、速度環及位置環。通過調節生產廠商所提供的各種參數，如位置環增益、速度環增益和積分時間常數、速度前饋等，使速度伺服單元以最佳狀態工作。根據控制系統理論，單靠速度伺服單元自身的調節作用，在加減速動態過程中是不可能達到系統控制要求的，此時必須設計外部位置調節器，使系統的控制性能趨于最佳狀態。因此，本系統的主要任務是如何在固有的“三環”上外加第四環“位置調節器”從而構成所謂的“四環”控制系統。

　　以FPGA為核心的脈沖跟蹤伺服系統是針對單個脈沖來控制，用網絡控制理論來講是小時延系統，控制精度易提高。FPGA的出現使得對脈沖的處理變得比較容易。FPGA用于運動控制也是一種新技術，它使得建筑在現代控制理論或其他一些復雜控制算法基礎上的控制原理得以快速在線計算及進行優化處理，從而把許多過去認為只能在理論上成立而在實際上無法應用的控制原理實用化。

　　圓網印花機獨立傳動控制采用脈沖跟蹤原理進行設計時，其一是采用專用電子齒輪，如采用常規的電子齒輪設計方法，其原理跟采樣控制沒有區別，達不到脈沖跟蹤效果。其二是結合采樣控制，實現加減速動態模糊控制。

　　電子齒輪采用脈沖跟蹤實現原理是， 用高頻150M時鐘測量編碼器脈沖寬度，測量計數器采用16位到32位可變模計數器，結合M/T測速法來改變模數。實踐證明，150M的基頻測量精度滿足系統要求。當測出脈沖寬度后，就很容易實現倍頻，然后再分頻，實現電子齒輪。

　　當圓網印花機加減速時，位置跟蹤誤差與位置環的增益成反比，增益越大，誤差越小，然而，交流伺服系統的位置增益一般在5～100之間。加減速跟蹤誤差從理論上就存在，前饋能減少加減速跟蹤誤差，但易引起系統不穩定。模糊控制對處理器的要求過高，而且也是一個滯后過程。為了充分發揮FPGA的高速度，針對實際情況，采用加減速硬補償辦法，實際效果很好。其基本原理是，當FPGA檢測到導帶加減速時，把加減速系數傳給電子齒輪。同時，FPGA監控多加的脈沖或減少的脈沖。當加減速完成后，停止加減速控制，電子齒輪恢復正常。整個過程由FPGA完成，CPU不參與，其只根據具體的機型設置加減速參數。

　　在這一過程中，有兩個關鍵技術問題，一是應該及時知道是否需要加減速；二是加減的脈沖個數是多少。由于加減速時誤差是可檢測的，所以由CPU負責檢測位置誤差，并且根據具體系統的機械特性給FPGA設置加減速比率參數。當跟蹤誤差消除后就恢復正常的速率控制。但是，整個加減速隨動控制過程，則完全是由FPGA內部的電子齒輪獨立完成的。