本文针对工业应用中大量存在的二、三自由度机器人,开发一种基于嵌入式系统的机器人通用控制器。在综合分析和比较当前各类先进的机器人控制技术和方法的基础上,提出机器人控制器的总体方案,并重点介绍了机器人控制器的核心部件——运动控制卡的硬件设计及底层程序开发。具体的研究工作和成果包括:提出了一种基于嵌入式系统的机器人控制器总体方案:选用嵌入式主板PCM-5825作为控制器的主控板,自行设计运动控制卡、内置PLC、AD接口电路、手持式编程器。完成了以DSP+FPGA为核心的运动控制卡硬件电路设计:采用模块化设计方法,把复杂的运动控制卡细化为功能相对独立的子系统,再对控制卡的各个子系统分别进行设计,如电源模块、存储器模块、D/A转换模块、脉冲输出模块、PC/104主板和DSP之间的通讯接口模块等。基于研华PCM-5825定制了Windows CE操作系统,该操作系统内核小,实时性强。实现了运动控制卡的底层硬件程序开发,包括DSP程序和FPGA程序的开发与调试。在仿真实验基础上,设计制作了运动控制卡的原理样机,并对该样机进行了功能测试,试验表明,该卡达到了预期的控制功能。对加减速控制曲线进行了比较研究,确立了四次凸轮曲线作为加减速控制曲线,并建立了数学模型。最后,对研究内容进行了总结,并对进一步的研究工作作了展望。