开放式数控技术是未来数控技术发展的主要方向之一,而运动控制器是PC+NC类开放式数控系统的关键部件。本文主要针对基于ISA总线、以DSP和FPGA作为核心处理器的多轴运动控制器进行深入的研究,开发运动控制器的软件系统和相应的测试软件,并搭建数控插补平台并进行相关验证试验。DSP作为运动控制器的核心处理器,采用两级定时中断:低优先级的插补中断(1ms)和高优先级的伺服中断(0.1ms)。在FPGA中,本文对串行D/A输出模块进行了设计。论文针对DSP完成了底层控制程序的总体设计和开发。在插补控制算法上,采用“前瞻”的思想,基于加速度约束计算出衔接处的进给速度,从而实现了直线和圆弧的插补运算,并给出了在DSP中实现插补的方法;在速度控制中,采用T型、S型和柔性的加减速控制,满足了高速数控加工中的速度和稳定性要求;在伺服控制中,采用PID+速度前馈+加速度前馈的伺服控制算法,通过调节各参数,能对大多数系统实现精确而稳定的控制。运动控制器测试软件采用Visual C++6.0编写,实现了G指令的译码、PID参数的读伺服与写伺服、轴状态的显示、采集数据并绘图比较等功能,并完成了多轴运动控制器的调试工作,包括各个功能模块的调试以及系统联调,经测试系统的功能和性能达到预期设计目标。论文最后采用“PC机内嵌入运动控制器”的开放式体系结构搭建数控插补实验平台。在自主开发的底层代码基础上,可以在平台上嵌入各种插补算法和先进的运动控制算法,具有很大的柔性。通过该平台可以实际验证各种算法的控制精度和有效性,具有较好的应用价值。