多轴系统在运动控制领域应用广泛,如机器人、数控加工、航空航天等,但是随着工业技术的发展,传统现场总线已无法满足多轴系统的实时性、同步性等要求。EtherCAT是一种实时工业以太网技术,本文提出了基于EtherCAT总线的主从控制系统方案,设计开发了具有实时性能的EtherCAT主站和伺服从站,构建了多轴同步控制系统。提出基于EtherCAT的主从控制系统软硬件方案。分析并设计了主从伺服控制系统结构,紧接着提出了主从控制系统的硬件方案,主站采用嵌入式平台,从站采用STM32作为微处理器。随后分析了主从系统的软件功能需求,并根据需求设计了软件方案。设计基于嵌入式Linux的EtherCAT主站系统。选用以AM3358为处理器的BeagleBone;根据实时性要求,构建基于Xenomai的Linux实时系统,设计改造了AM3358网络芯片驱动;根据功能需求,搭建EtherCAT主站框架,完成应用程序设计,分析了分布时钟的同步算法,最后设计了主站系统的人机界面。设计基于LAN9252和STM32的EtherCAT伺服从站。选用LAN9252作为EtherCAT从站控制器,STM32作为从站微处理器,完成从站硬件电路设计。完成从站通信、数据处理,实现了基于CoE的运动控制功能。针对轮廓位置模式中的轨迹规划问题,提出一种简化的快速规划的S型加减速控制算法。最后针对多轴控制系统的同步性问题,提出了基于EtherCAT的多轴同步系统控制方案。搭建了基于EtherCAT的主从控制系统平台。进行了主站性能、从站功能、从站同步及伺服控制等试验。试验结果表明,系统具有稳定良好的实时性能,抖动误差较小;进行了轮廓位置模式,验证了基于快速规划的S型加减速的算法正确性;伺服周期同步位置模式下的多轴同步性误差在ns级别,具有较好的同步性能,具有一定的应用价值。