随着多轴同步控制应用的愈加广泛,对其安全可靠性的要求也日趋严苛,而对于有长时间连续运行期许的多轴同步系统,则需考虑其元部件退化下系统的在线自主维护,以确保多轴系统的安全可靠运行。这也为系统寿命预测与健康维护（Prognostic and Health Management,PHM）技术提供了新的应用场景。本文针对一类考虑执行器退化的多轴同步控制系统,围绕满足延寿需求的框架构建、执行器隐含退化建模、系统剩余寿命（Remaining Useful Life,RUL）预测及在线自主维护等,展开了较为系统的研究,主要内容与创新包括:1)以延寿需求为目标的多轴同步控制系统框架的构建以实际工程中广泛应用的PID+偏差耦合并联同步控制结构作为研究背景;从工程实用的考量出发,结合动态矩阵控制（Dynamic Matrix Control,DMC）可通过调整控制参数进行在线自主维护的特质,在不改变系统原有结构的情况下,视多轴同步系统为底层被控对象,以串级方式在外环引入DMC作为延寿控制器;在上层进一步增设PHM模块,依据执行器退化量与系统性能指标等感知信息,对多轴同步系统进行RUL预测及延寿控制等自主认知决策,从而构建了满足延寿需求的PHM与DMC-PID串级相结合的多轴系统新架构。2)多轴同步控制系统的RUL预测与分阶段延寿考虑执行器退化的非线性非单调特征,首先基于Wiener过程对其进行退化建模,并通过对执行器隐含退化与多轴同步系统性能指标间的关联分析,给出首达时间概念下系统失效定义,进而以概率统计的方法得到系统RUL预测概率分布;其次针对系统退化所呈现的多阶段特性进行定性区分,并采用分阶段调控DMC参数的延寿策略,实现了多轴同步系统的在线自主维护。经以升降舞台多轴系统仿真验证,表明文中方法可准确预测多轴系统的RUL,并据此通过定性关联下确定的分阶段延寿策略可有效延长系统使用寿命。3)多源不确定性下多轴同步系统的RUL预测与自适应延寿考虑历史退化数据匮乏及时变、个体差异和测量噪声等多源不确定性,首先基于Kalman滤波实时估计隐含退化真实值,将其纳入退化数据集,采用EM算法进行模型参数及RUL预测更新,为延寿控制提供更准确依据;其次,通过深入分析实际退化量及系统延寿期许的动态变化过程,建立了DMC参数调控过程对其由定性至定量的关系,提出了一种自适应延寿策略。仿真结果表明,其对DMC参数的调控过程更为精细平稳,可进一步提高多轴同步系统运行的安全可靠性。