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在先进制造技术、柔性制造技术以及生产自动化技术快速发展的推动下,开放架构运动控制已成为数控技术发展的主要方向,本文结合FPGA逻辑可重构及DSP高速、复杂计算性能,提出基于FPGA+DSP复合架构的运动控制系统方案。首先根据机电设备控制需求,提出了运动控制系统的总体方案,对包括核心控制器、伺服电机驱动器、人机界面等在内的硬件结构进行了阐述；提出了以脉冲选择模块为核心,包括正交解码模块、加减速模块、插补模块等在内的软件及逻辑设计方案；对运动控制系统的多路供电回路、FPGA控制器、DSP控制器和伺服电机驱动器接口等进行了应用电路设计。继而针对运动控制系统中传统S曲线加减速算法复杂、变速点判断困难等问题,推导了7段S曲线加减速离散采样的迭代公式,分析了S曲线上各变速点的判断方法,通过FPGA硬件逻辑单元实现了S曲线加减速过程的高速离散采样控制。采用VHDL硬件描述语言设计了包括采样时钟、速度调节、计数比较和脉冲发生功能的加减速控制模块,搭建了运动控制加减速实验平台,从伺服电机编码器反馈的实测数据表明,电机运行速度调节过程连续、平滑,加减速时间短、冲击小。同时针对多轴联动控制的直线插补及圆弧插补过程,对比研究了逐点比较法和最小偏差法的技术特征。在此基础上提出了采用可配置电子齿轮箱和凸轮箱的插补方案,并建立了直线插补和圆弧插补的算法模型。采用VHDL硬件描述语言设计了直线插补电子齿轮箱模块和圆弧插补电子凸轮箱模块,搭建了运动控制多轴联动插补实验平台,从伺服电机编码器反馈的实测数据表明,在5000个脉冲当量的直线插补路径上,伺服电机实际运行最大偏差为4.2个脉冲当量,约为总行程的0.084%；在半径为15000个脉冲当量的圆弧插补路径上,伺服电机实际运行最大偏差为13.1873个脉冲当量,约为半径的0.088%。上述研究表明所提出的开放式运动控制系统,其采用的FPGA+DSP的复合架构方案具有逻辑处理能力强,软件运动控制指令简单的特点；并且在实现4轴运动复杂加减速控制和插补联动控制后,系统的逻辑资源和计算能力仍有较大结余,这表明该方案不仅有良好的综合性能,而且有充分的后续升级空间,为实现更多伺服电机并列控制及更复杂运动轨迹奠定了良好的基础。