本文以研究嵌入式数控系统为主要内容,主要设计了嵌入式数控系统的控制软件,同时通过对前瞻控制技术的研究,提出把前瞻控制技术应用于嵌入式数控系统中。全文首先对嵌入式数控系统进行系统需求分析,然后提出硬件和软件总体设计方案,详细阐述了采用ARM-Linux操作系统实现控制软件的设计,并描述了图形用户界面的设计与实现,最后通过对前瞻控制技术的研究,并加入到嵌入式数控系统中,进行实验测试研究。第一章,绪论。综述了嵌入式系统概况,嵌入式数控系统的研究现状和发展趋势,以及国内外数控系统中前瞻控制的研究现状,提出前瞻控制技术应用于嵌入式数控系统中,最后概述了本文的研究内容。第二章,嵌入式数控系统总体结构。通过对嵌入式数控系统进行系统需求分析,确定嵌入式数控系统的硬件总体设计和选型;以及控制软件的总体设计,对嵌入式数控系统控制软件进行功能模块划分,对嵌入式操作系统的进行选择。第三章,嵌入式数控系统控制软件设计。首先阐述了主从控制方法的运用,其次简单描述控制软件的开发模式,最后是详细讲述了控制软件的设计与实现,包括数控代码编译线程、数控加工控制线程、PC/104总线的设备驱动的设计。第四章,嵌入式数控系统图形用户界面设计。论述了嵌入式数控系统图形用户界面的设计与实现,主要介绍QT/E的开发环境,以及图形用户界面中各个模块的设计与实现。第五章,前瞻控制技术研究。主要针对连续微小路径段处理中的一些问题,提出前瞻控制技术,并详细讨论了前瞻控制中最重要的速度约束条件与处理步骤。第六章,基于嵌入式数控系统的前瞻控制实验分析。介绍实验的硬件和软件系统,通过建立前瞻控制模型,在嵌入式数控系统中进行相关实验内容,比较实验结果,并进行相关分析。第七章,总结和展望。对本论文的研究工作和研究成果进行了总结,展望了未来的研究工作。