装备制造业是国家战略性基础产业,运动控制系统是制造装备的核心,随着智能制造和工业自动化的快速发展,运动控制系统的设计方法、功能集成、开放性、可重构性等特征显得更加重要。本文以提高运动控制系统的设计效率、开放性和可重构性为目标,结合国家科技重大专项课题,开展了基于PLCopen规范的运动控制系统设计方法的研究,主要研究内容有：为减少运动控制设计中的复杂性,分析了运动控制系统的复杂性模型,从功能复杂性及非功能复杂性方面分析了运动控制系统开发中的难点,并结合PLCopen规范中运动控制系统系统的特征设计方法,提出了一种基于PLCopen规范的运动控制系统设计方法。为提高运动控制系统的开放性,将运动控制系统整体功能及其组成形式进行了抽象,提出了一种基于PLCopen规范组件化功能块为实体的运动控制系统混合式体系结构模型,既发挥了阶递式结构中可集中控制的优点,又结合了分布式结构中功能块具有自治能力的特点。设计了基于混合式体系结构模型的软硬件开发平台,并通过实验得到了验证。为提高运动控制系统的可重构性,设计了一种基于PLCopen规范的功能块及复合功能块的设计方法,结合运动控制系统混合式体系结构、系统功能需求及任务执行过程,从功能块模型、功能块控制结构及其实现方式,设计了基于PLCopen规范的组件化功能模块；在此基础上,定义了复合功能块模型,设计了具有自治能力的组件化功能块,满足了运动控制系统可重构性要求。为提高运动控制系统的设计效率,从运动控制系统的状态模型出发,采用GEMMAGRAFCET模型描述方法建立了运动控制系统状态设计模型,研究了运动控制系统任务执行流程及实现方式。为实现运动控制系统的开放性和可重构特性,采用了基于组件化功能块的运动控制系统功能集成方法,在状态模型和执行流程中调用基于PLCopen规范的组件化功能块实现运动控制系统的功能开发与系统集成。基于以上成果,设计开发了嵌入式运动控制系统实验平台和基于PC的运动控制系统实验平台,对所提出的设计方法以及所设计的运动控制系统进行了实验验证,实验结果证明了设计方法的有效性,以及运动控制系统的开放性和可重构性。