随着工业自动化的发展,相关领域对运动控制技术的要求不断提升,使得运动控制器得到不断的发展。与国外一些发达国家相比,我国在运动控制器的开发上还有较大的差距。国内所使用的多轴运动控制器大多数为国外的,如美国、日本,这也是国内工业生产中成本居高不下的一个重要原因。课题单位需要开发出一款多轴运动控制器,来替代现在所使用日本的多轴运动控制器。围绕课题单位的需求,做了以下几个方面的工作:(1)通过查阅与多轴运动控制器相关的文献,确定多轴运动控制器的硬件设计方案,采用以DSP+FPGA为主体的一种异构多核的结构,设计一款多轴运动控制器,对多轴运动控制器硬件进行了模块化设计,完成相关电路原理图、PCB图的绘制和多轴运动控制器硬件的制作;(2)对多轴运动控制器FPGA中的算法进行研究。FPGA的功能是实现多轴运动控制器中插补算法和加减速算法,对比现有的插补算法和加减速算法,选用数字积分法和五段S形加减速算法来实现多轴运动控制器的精插补和加减速控制,分别对加减速模块和精插补模块设计,实现了模块在板卡中的硬件仿真;(3)对多轴运动控制器DSP中的算法进行研究。DSP的功能是实现多轴同步控制,采用一种基于PID算法的相邻耦合误差的同步控制算法,分别对PID算法和相邻耦合误差的同步控制策略进行研究,建立仿真模型,并对其进行仿真;(4)搭建多轴运动控制器的实验平台,完成多轴运动控制器软硬件联调。通过单轴输出脉冲实验和S曲线加减速的插补算法验证所设计的多轴运动控制器的可靠性。根据仿真结果可知,设计的多轴运动控制器和算法能够实现软件和硬件的联合调试,验证了多轴运动控制器设计的有效性和算法的合理性。