本文以国家自然科学基金项目（51175349）为背景，以直接驱动X-Y平台伺服控制系统作为研究对象，针对于X-Y平台加工过程中因存在的扰动因素而影响其加工精度等问题，从制定合理的轨迹规划策略的角度出发来提升加工精度。运动控制的精度主要取决于三个因素：命令路径的精确度、伺服控制结构及机械结构。其中机械结构的部分已趋于成熟，它受限于设计师与制造者，往往不在工程师可以控制的范围之内，因此，为使CNC的加工精度与速度获得提升，控制系统的设计必须包含良好的运动控制器与正确的命令插值。命令路径的产生与运动控制器的设计是彼此互为依存的关系，因此如何适当调配使得两者可以相辅相成而不是相互制约是一个重要的研究课题。本文主要以命令路径给定部分的规划为主，并配以相应的综合型运动控制器来对直线电机驱动的双轴X-Y平台跟踪系统进行分析与研究。首先，在路径给定部分，由于NURBS插补器可精确、简单的表示解析曲线与自由曲线，命令端部分轨迹位置命令经由NURBS实时插补器产生。采用NURBS实时插补器作为CAD/CAM与CNC间的沟通桥梁，可借此来实现高速、高精度的伺服控制系统。在加减速规划部分，应用数字卷积方法进行规划，使得速度曲线更为平滑，而且在硬件实现上与多项式的运算方式相比，消耗的时间大大降低。其次，对NURBS曲线的实时插补进行了有效地前瞻规划，该规划方法有效地汲取了传统前瞻方法与直接数字卷积方法中的优势，同时亦巧妙地规避了两者的不足之处，使得整个插补过程具有高度的柔性和连续性，进而间接的满足了高速度高精加工的要求。为验证此混合型前瞻规划的有效性，对一四节NURBS曲线（即凸轮曲线）进行了仿真分析，通过速度规划曲线和轮廓轨迹结果的比对，证明了采用方法的优势所在。最后，为有效配合前述前加减速规划策略，辅以控制器的设计。本文在单轴方面采用了基于模型的扰动抑制方法来降低摩擦和扰动，鉴于交叉耦合控制器具有可有效地调节各轴动态响应的快慢，减少轨迹轮廓误差的优点，双轴间采用了可适用于任意命令轨迹形式跟踪运动的、带有位置误差补偿的交叉耦合控制策略，通过预先补偿机制可同时降低轮廓误差及跟踪误差。心形轮廓曲线的仿真结果与分析证明了采用方法之有效性。