高精度的同步控制技术是无轴传动的核心技术，也是无轴传动在实际应用中重点关注和迫切需要解决的关键学科问题之一。基于虚拟总轴的同步控制技术是无轴传动系统中最常用的控制策略。然而，非线性和未知干扰等因素的存在，使系统难以获得高精度的同步。因此，对虚拟总轴同步控制策略的研究具有实际意义。本文以无轴传动系统为工程背景，无轴传动印刷机为具体的研究对象，从提高单轴系统的跟随性能和多轴之间的同步协调性能两方面着手，对虚拟总轴同步控制策略开展深入研究。论文的主要研究工作如下：在深入调研无轴传动同步控制技术发展现状的基础上，分析并比较了多种常用同步控制策略的特点和存在的问题。指出虚拟总轴控制策略是无轴传动印刷机中最常用的的控制策略，也是提高无轴传动印刷机同步精度的有效途径。针对提高单轴跟随性能问题，设计了一种基于滑模变结构控制算法的单轴跟随控制器，以解决无轴传动印刷机低速预套准环节摩擦对套准精度的影响，以及非线性和干扰对印刷过程同步精度的影响，提高了无轴传动印刷机单轴跟随性能。针对提高同步协调性能问题，提出了基于滑模变结构的虚拟总轴控制方法，弥补了常规PID控制抗干扰和抗参数摄动的鲁棒性不够理想，难以得到满意的调速和定位性能的不足。仿真实验结果验证了该方法能够提高无轴传动印刷机的同步控制精度。针对传统虚拟总轴控制策略中，因耦合力矩的反馈存在时间滞后而引起的轴之间不同步问题，提出了基于负载观测器的新型虚拟总轴控制策略，从而将负载转矩观测值反馈回虚拟总轴，以保持各轴的同步，通过仿真实验验证所提方法的有效性。