以往的工程机械控制器是结合工程机械实物进行开发研制的,由于在研发阶段,实物样机往往落后于控制器的开发,造成了两者的研发不协调,使得整个项目滞后,针对这一问题,为了能在工程机械控制器的设计过程中,对工程机械控制器的各项性能进行测试,以缩短工程机械控制器的开发周期,论文构建了通用的开放式工程机械控制器半物理仿真体系。在工程机械控制器的半物理仿真体系中,首先设计了半物理仿真体系的总体框架,进而完成了开放式的工程机械控制器软件环境的设计,通过对不同语言实现的动态链接库的分析,实现了不同语言编写的被控对象数学模型在此环境中的调用。在完成软件环境的基础上,针对虚拟被控对象的状态参数与控制器发出的控制参数之间的真实电气信号传递问题,设计了半物理仿真体系中的关键环节——信号转换器。该信号转换器采用USB2.0以实现实时传递各种参数;并且针对状态参数和控制参数的特点,设计了分别多达18路的数模转换和模数转换模块,并针对转速等脉冲量输出传感器设计了脉冲量输入输出模块和数字量IO模块;并且完成了该控制器电路板的设计,最后完成了主要模块的软件设计和测试。论文的最后一部分针对工程机械控制器目前依赖进口软件集成开发环境的现状,提出了一种能使控制器用户快速实现算法输入的新的编程方式—算法编程语言APL,它是一种图形化输入方式,能够快速完成控制算法的输入及控制器外设模块的调用。针对APL所必须的编译器和仿真问题,完成了Cortex-M3体系的编译器与反汇编程序的设计与实现。