运动控制系统中对于复杂曲线路径规划主要有连续线段逼近与参数曲线插补两种方式,期望在保持高速度进给的同时保证精度与稳定性。本文围绕连续线段速度前瞻算法与NURBS(Non-uniform rational B-splines,非均匀有理B样条)插补进行研究,提出一种基于速度前瞻优化的NURBS曲线双向自适应插补算法,并结合仿真与实验验证算法性能。首先,研究设计连续线段速度前瞻算法,应用S型加减速控制进行速度规划并针对加减速特性进行特征分类,针对夹角约束与长度约束对速度进行前瞻优化,并提出前瞻区间的确定方式;随后介绍了参数曲线插补中常用的NURBS曲线的数学原理与基础,并将插补技术与NURBS曲线相结合,分析参数曲线插补原理,考虑误差限制同时引入数值分析方法给出NURBS曲线插补参数的改进算法;其次,考虑NURBS曲线由于曲率变化产生的速度极值点处速度限制进行速度前瞻优化与插补区间划分,再针对插补过程中无法精确求取减速起点以及曲线长度问题,引入正反双向插补的概念,同时改进S型加减速控制以动态高效求解插补区间内实际最大速度与双向插补会合点,并且改进传统插补算法中仅注意速度极值点处速度限制而忽略整体速度限制的缺陷,实现进给速度自适应调整以满足全部约束条件,将所提出的算法进行实例仿真分析以直观体现对于传统插补算法的改进;最后在独立式多轴运动控制器中实现算法功能,搭建实验平台进行实验分析,验证算法的优良性能与适用性。实验结果表明,所提出的NURBS曲线双向自适应插补算法可以应用于运动控制系统中高效地进行速度规划,精确地计算插补参数,实时输出插补数据,满足精度、速度与稳定性要求。