运动控制技术的发展已有相当长的一段时间,目前已在数控机床、机器人及一些先进装备如印刷机械、纺织机械和包装机械等上广泛应用。然而长期以来运动控制技术的发展存在着编程语言不统一、数据接口类型不规范、软件对硬件依赖性强以及程序移植性差等突出问题,这严重阻碍了运动控制技术的进一步发展,为开发商和用户带来诸多不便。鉴于此,成立于1992年的PLCopen国际组织成立了专门的技术委员会,该委员会基于IEC 61131-3国际编程语言标准开发了一系列标准运动控制功能块,这些功能块具有接口规范、功能明确、可移植性好等诸多优点。本文主要研究和开发部分单轴和多轴运动控制功能块,对运动控制功能块实现中涉及到的算法进行研究与改进,然后将开发的运动控制功能块制作成库,方便二次开发和应用,可有效降低软件开发费用。本文首先对单轴运动控制中常用的梯形加减速算法进行了理论分析、公式推导和离散化处理,并使用MATLAB工具对公式推导的正确性做了验证。然后针对常规S形加减速算法存在的计算量大的问题做了优化,并且对改进后的S形加减速算法做了详细的设计与验证。此外文章还引入数控领域的指数加减速算法,对其在运动控制功能块上的应用做了可行性探索和分析。最后对多轴运动控制中常用的直线插补算法和圆弧插补算法做了详细的分析,给出了减少计算复杂度的递推公式。本文使用移植性较好的C语言作为运动控制功能块的开发语言,采用结构体的形式对运动控制功能块的输入和输出接口进行封装,这对运动控制功能块的内部数据隐藏起到一定的保护作用。本文结合具体的物理实验平台对开发的运动控制功能块的功能进行了验证,并以梯形加减速算法为例,对算法的实际控制效果进行了检验,分析了误差的两种来源:数据类型转换造成的舍去误差和伺服电机死区脉冲造成的误差。然后提出了行之有效的解决方法,经过验证和对比实验发现十分有效。文章还对多轴运动控制功能块进行了研究与实现,对个别参数做了详细解读,并对凸轮表做了分析与研究。文章最后对开发的运动控制功能块在嵌入式运动控制平台上做了移植性测试和功能验证,并结合三轴联动机器人芯片测试系统项目进行了具体应用,结合实际的项目检验了课题研究的成果,从而将理论研究与实际应用相结合。