新兴的多品种小批量生产范式驱动了制造领域的产业细分化、业态多样化、模式服务化等发展潮流,由此对制造装备带来的冲击与挑战聚焦为更短的生产周期内完成更频繁多变并且愈加复杂的制造任务。运动控制系统作为装备软件的核心部分,其自身的参数、功能以及结构需要能够自主完成快速调整、重组以及迭代,从而适应不同的需求变更以及保证从失效故障中快速恢复,在软件层面赋予制造装备柔性化调整能力。本论文以智能制造装备的运动控制系统为研究对象,以其自适应可重构性的实现为研究目标,开展了以下四个方面的研究工作:（1）提出一种可信运动控制系统设计方法。首先,针对将面向自动化应用的系统级建模标准IEC 61499运用于运动控制系统设计所需要满足的特定领域需求,扩展了实时任务执行的相关概念,定义了运动控制系统软件领域建模语言形式化语法,建立了对应的元模型。然后,分别以形式化方法定义建模语言的结构语义、操作语义以及转换语义,从结构和行为两个视角保证了设计阶段所得到的领域模型的可信性。最后,采用元可编程的通用建模环境,将以上抽象理论定义以模型转换插件的形式进行实现,形成运动控制系统领域建模环境,用于自动化模型分析、验证以及部署等过程。上述设计方法可以有效解决运动控制系统内核开发阶段缺乏标准化参考架构、自动化水平和抽象层次低而导致的效率低、易出错、难维护等实际工程问题。（2）实现了面向可重构运动控制软件的组件执行与管理的运行时环境。一方面,构建了模型执行与管理相分离的组件化运行框架,提出并实现了对应于领域建模语言任务扩展的功能块链执行机制,该机制通过将平台无关的功能块网络执行行为与平台特定的实时任务调度相关联,有效解决了功能块执行过程的实时性约束分析与保证等问题。另一方面,提出了面向功能块类型定义的动态即时编译与执行方法,通过在资源模型内集成支持类型可动态重构的IEC 61499管理模块,实现功能块实例与类型的动态创建以及删除等细粒度组件管理。在此基础上,通过部署不同类型的功能块网络,分别形成了可重构内核层和应用层的运动控制软件。同时,基于协议无关的通信接口功能块定义了多通讯协议统一集成的动态可重构信息物理交互接口,实现运动控制系统OT与IT域通信技术的原生融合。（3）提出并实现了面向运动控制系统中参数、功能块、功能块网络等不同对象的自适应重构机制。在运动控制基础设施范畴内提出一种信息物理协同设计方法用于保证参数自适应重构过程中的任务执行确定性,包括构建具备通信参数自动配置与自适应重构的实时Ether CAT以太网通信模块,以及通信与控制过程扰动因素共同作用下的运动控制器实时任务周期自适应优化算法。在此基础上,将IEC 61499定义的可重构架构与知识驱动的感知-分析-规划-执行软件自适应闭环架构相结合,实现了内核层与应用层运动控制功能块网络程序在内部异常故障和外部需求变更两种重构场景下由通用化可扩展的知识查询推理规则驱动的功能与结构自主调整过程。（4）在多种实时操作系统和处理器架构的嵌入式以及工控机等软硬件平台上应用所研发的运动控制基础设施层软件以及IEC 61499实时运行环境,通过构建多轴协同运动控制系统软硬件平台以及性能量化指标测量系统,对基于功能块的可重构运动控制器以最小通信周期及其抖动为指标,以已有类似工作和商业产品为参考对象,对基础功能性能、时钟同步精确性、自适应重构性等关键内容进行了充分的实验验证与分析,证明了本文研究内容应用于工程实践之中的实际价值。综上所述,以制造装备运动控制系统为研究对象,围绕其自适应重构机制这一研究内容,提出了涵盖设计、部署、运行阶段下运动控制系统在外部需求变更以及内部故障恢复场景下柔性重构的支撑方法与实现技术。