随着计算机技术的迅猛发展，数控系统从整体结构到详细设计，从硬件设计到软件设计，都与早期的数控系统有了很大不同。早期的数控系统专业性很强，可维护性、可扩展性比较差。随着微型计算机软硬件技术的发展，借助微机进行数控系统的开发可以达到事半功倍的效果，因此成为目前数控领域的国际趋势。 本论文以高性能伺服运动控制器为核心元件，在论述轨迹控制的插补原理及其算法实现流程并使用动态连接库编制出各种插补功能子程序的基础上，首先设计了一种非线性PID控制器，以克服稳定性和快速性之间的矛盾，达到改善控制效果的目的，并通过仿真实验对其响应效果加以验证。其次对数控系统软件结构及针对运动控制器的解决办法进行了深入探讨，建立了用于软件开发的实验装置。最后利用工业PC、运动控制器、伺服电机及驱动器、十字滑台为硬件基础，设计完成了一套具有开放性，性能良好，可用于实际生产加工的数控系统。