随着制造业的高速发展，机械加工设备在高速、高精、多功能、网络化方面对数控系统提出了更高要求。为能适应当前新的发展需求，研究具有开放式结构的数控系统有重要意义。运动控制器是数控系统的核心部件，数控机床的高速、高精和高可靠性等指标主要取决于运动控制器的性能。因此本文从运动控制器软件和硬件的角度研究运动控制器的模块化、可扩展、可移植的设计和实现方法，使运动控制器具备开放性特征。　　 在分析了车床数控系统的软件结构和功能需求的基础上，采用PC+NC控制器的硬件结构，设计了基于DSP+FPGA的硬件系统方案，并论证硬件系统的可行性。　　 在硬件设计方面，采用基于FPGA的SOPC技术，使系统硬件外设具有统一的接口（基于AVALON总线），方便系统软件的移植和升级，并使部分硬件模块具有可重配置性。基于此技术设计了总线接口模块、DSP和PC通信模块、轴控模块等。　　 在软件设计方面，针对嵌入式实时系统的特点，采用模型仿真和验证的方法对系统软件功能模块进行了分析、建模和设计。设计并验证应用于车床数控系统的加减速控制模块、轨迹插补模块、位置伺服模块等。通过对软件系统的功能仿真，加快数控系统的开发效率，并提高系统的可靠性。　　 在实验验证方面，采用Matlab/Simulink的RTW（Real-Time Workshop） Embedded Coder实时代码生成技术，将模型转换成可编译C代码，并构建运动控制软件的运行平台以及系统测试平台，验证系统软、硬件的可靠性，并将部分功能模块移植到其它系统。　　 实验结果表明：采用上述开发模式，能够预测系统的性能，有效地加快数控软件设计效率及调试验证过程；同时采用该开发模式所研发的数控系统在性能方面具有更高的可靠性，能很好的满足现代加工设备对数控系统的要求。