高精加工是当今数控系统发展的主要方向。决定数控系统高速高精性能的重要因素有二,即运动控制算法和运动控制参数。在实现高速高精加工过程中,对数控系统性能指标的分析以及对伺服单元、驱动单元参数的整定具有举足轻重的作用。现代数控机床加工过程中有多种控制参数,当前在加工现场通常采用基于操作人员经验的凑试法对其进行整定。这种方式具有快速整定的优点,同时也存在问题,不能满足数控系统对高速高精加工的要求。为了解决这些问题,需要对这些控制参数进行定量分析。Siemens和FAUNC公司均在其系统中提供了这样的工具。但是作为专有系统,其价格昂贵,不能为蓝天数控系统所用。虚拟仪器的核心思想是“软件即仪器”,即以软件实现硬件仪器功能。基于这种方法,本文设计和实现了一个数控系统性能评价系统,用来完成对控制参数的整定和对系统性能的分析,而开放式数控系统的开放特性则使得该性能评价系统具有了良好的应用平台。为了解决数控系统性能评价手段问题,本文设计和实现了一个基于虚拟仪器的在线联调系统,它针对指定的运动数据,采用时域分析和频域分析方法得到数控系统的性能指标。同时,用户可以通过直观方便的操作界面改变相关的性能指标值,使得数控系统按照用户的期望运动。针对参数整定问题,本文提出了一种参数整定算法。该算法对数控系统的速度环PID参数使用Ziegler-Nichols方法进行整定。这种基于规则的PID整定方法充分利用了专家经验,能够快速准确的整定参数。针对数控系统的位置环参数,该算法首先使用模糊PID方法在测试工件程序运行期间学习最优的PID参数组合,接着将最优的参数组合写入配置文件,使得系统正式运行时PID控制器能够以这个参数组合指挥系统运作。最后使用本文设计的在线联调系统对这个参数组合的控制性能进行评价,并给出测试结果。在蓝天NC200数控系统上的实际测试表明,虚拟的数控系统在线联调系统具有快速、准确计算数控系统性能指标的能力,同时也给用户提供了调整数控系统参数的功能。