伺服运动控制系统从直流发展到交流，并从模拟控制发展到全数字控制。基于以太网现场总线的伺服运动控制系统以其高可靠性、快速性和稳定性成为伺服控制系统的发展趋势。EtherCAT是一种基于实时以太网的新型工业现场总线通信协议，它性能优越、操作简便，支持多种物理拓扑结构。本文在研究EtherCAT技术的基础上，设计了一主多从的高性能伺服控制系统，主要开展了以下研究工作：概述了EtherCAT技术的国内外发展现状，对EtherCAT网络的技术特点及应用领域进行了分析和总结；详细论述了高性能伺服控制系统，介绍了多轴伺服运动控制系统的结构组成、基本要求及基于数字控制芯片DSP的系统构成，研究了基于主流网络的高性能伺服运动系统；系统地介绍了实时工业以太网EtherCAT的工作原理、系统构成、通讯协议、数据帧结构、报文寻址、分布时钟、EtherCAT接口初始化及应用层协议等，并分析了实现EtherCAT数据链路层协议的专用从站控制器ESC及其基本功能，着重介绍了倍福公司的ET1100从站控制器；根据高性能伺服控制系统的要求，设计了基于EtherCAT网络的一主多从高性能伺服控制系统，主站采用标准的以太网通信接口卡，通过TwinCAT组态软件进行系统配置完成主站功能；从站使用专用的控制芯片，设计中基于从站控制器ET1100和DSP芯片TMS320F2812开发了EtherCAT网络的从站设备；深入研究了基于EtherCAT网络高性能伺服控制的系统组成、通信协议及通讯模式，并设计了系统的主、从站软件实现方案；最后总结了本文的创新和不足，指出了下一步的研究工作。