运动控制系统广泛应用于工业中的各个领域,如半导体封装,数控机床,工业机器人等。为了满足对运动控制系统高速高精度的要求,路径优化,插补算法,控制算法以及机械装配等方面的研究都至关重要。其中,针对控制算法的研究尤其关键。本文首先针对一类运动控制系统进行了机理建模和辨识,为控制器的设计提供了必要的信息。针对辨识中存在的输入激励不够的问题,本文采取一种有效的开关机制予以解决。PID控制器广泛应用于工业领域,但人工整定参数不仅效率低下,而且在控制对象发生变化的情况下不能得到良好的控制性能。本文基于极点配置和零极点相消的原理,提出一种自整定的PID控制器,改善系统性能的同时提高了工作效率。另外,为了能够进一步改善系统的跟踪性能,本文在前馈控制器设计的部分采用了自整定ZPETC。最后,论文中提到的各种算法都在实际的三轴雕铣床上进行了验证和应用。实验结果表明,这些算法在改善系统动态性能和跟踪性能的同时,大大提高了工作效率,而且由于算法的灵活性,可以很好地应用和推广到实际的工业控制领域中。