随着工业机器人的应用越来越广泛，以及对机器人运动速度、运动精度要求越来越高，一款具有良好通用性、可扩展性、高稳定性以及高速处理能力的运动控制器对于实现多轴工业机器人的高速高精度控制具有重要意义。同时，优秀控制算法对更好地实现机器人控制也十分重要。本课题主要目的就是设计一款具备较好扩展性以及高速处理能力的嵌入式运动控制器，实现基本伺服控制功能。同时，针对双惯量谐振系统速度控制的伺服控制算法作以研究。本文针对松下A5N驱动器，采用嵌入式构架以及网络通讯模式，提出了基于模块化控制核心（ARM+FPGA）适应新型实时性RTEX网络通讯的多轴嵌入式运动控制器设计方案。采用多CPU分布式架构，以ARM9处理器作为主控CPU，负责系统管理、人机交互以轨迹规划等，以FPGA作为协处理器，实现网络通讯以及底层伺服控制功能，两者通过SPI总线方式通讯。而运动控制器与驱动器之间通过MNM1221芯片实现RTEX网络通讯。ARM和FPGA均以模块化核心板的形式，嵌入到控制器底板上。底板主要完成电源电压的转换、供给，实现各种通讯接口功能等。控制器软件部分，完成了Windows CE系统的嵌入以及FPGA中网络通讯程序以及底层伺服控制程序的编写。通过以上的设计，使本运动控制器具备独立运行能力；此外，通过运动控制器的USB主从端口，COM口以及以太网口等接口，可以连接PC/IPC以及远端示教盒等，构成PC模式的运动控制器。目前，该运动控制器具备了速度以及位置控制功能。结合A5N驱动器控制柜、A5空载电机和SCARA机器人，完成实验平台的搭建。基于该实验平台，进行了通讯实验和速度、位置控制实验。分别在速度和位置模式下，控制空载电机和SCARA机器人工作在低速、中速和高速状态。实验验证了嵌入式运动控制器的通讯能力以及多轴伺服控制功能。通过对实际速度、电机输出力矩以及编码器脉冲数等指标的测量与分析可知，该控制系统可以较好地实现高速、高精度运动控制。此外，本文对如SCARA机器人等具备高转速、较大惯量比，且传动系统含有柔性环节的工业机器人的速度控制方法作以研究。根据SCARA机器人一轴参数，通过动力学分析建立了双惯量谐振系统模型。基于此模型设计了双自由度以及全状态反馈速度控制器，并采用不同方法对控制器的增益参数进行整定。通过仿真实验，验证了所设计控制系统对双惯量谐振系统的较好控制能力。通过比较性能曲线，分析了两种速度控制器的优缺点以及不同增益整定方法对同一控制器性能的影响。