软件化运动控制系统相比传统PC+CNC架构的运动控制系统具有开放性高、价格低的优势,本文在传统PC Windows操作系统下嵌入RTX实时操作系统,完成运动控制系统架构设计、安全管理、轨迹控制算法移植与开发方面展开研究。主要研究内容如下:（1）针对PC Windows系统下嵌入RTX实时操作系统开发的运动控制系统平台,设计一套通用性高且可实践的工程化的运动控制系统架构,确保系统以安全管理为运行主线,分层模块化为架构思想,系统状态参数可观测可控制、运行变量参数可查询可跟踪为设计要求,各个模块数据参数通过指针传值的方式不进行直接耦合,定义好模块间信息流结构即可实现功能模块灵活的添加与组合,增强系统可扩展性。设计系统主框架层、任务协调管理框架层、子功能模块层的三层系统架构,对架构下的功能模块包含版本匹配管理、功能模块间输入输出有效性检验方案,功能模块间输入输出有效性检验方案。详细描述每个框架层下各个功能模块的作用和实现原理,根据每个模块功能实现的不同,在RTX系统下设定模块优先级且各功能模块基于优先级高低按抢占式线程调度逻辑进行管理。提出一套基于PC+RTX的多线程并行处理运动控制功能模块的运动控制系统框架设计方案。（2）从运动控制系统安全设计为主线的角度,针对运动控制系统领域提出一种安全风险因素分析方法——从控制系统硬件板卡级、软件程序级、外部设备部分三个层面讨论了可能带来操作人员伤害或受控系统硬件损失的安全性风险,提出一套相应的风险等级评价标准。分别针对不同风险等级情况下运动控制系统所采取的急停措施,采用硬件控制系统急停和软件检测规划停止的分布式急停方案,详细讨论了基于多轴运动控制过程中轴及轴组状态跃迁条件逻辑判断设计一种适用于运动控制系统的安全风险管控策略。针对系统的安全风险信息及状态参数与人机交互系统进行数据交互,设计了一套可扩展的二进制命令格式,方便用户利用此二进制命令查询、控制系统状态。（3）直线、圆弧的插补算法是数控系统重要的轨迹控制算法模块,针对软件化运动控制的PC+RTX平台,移植直线与圆弧的插补算法,并讨论连续轨迹段衔接角求解的前瞻处理算法,基于前瞻处理得到的衔接角大小约束系统加减速模块可达的最大加加速度来提高系统的柔性。针对传统加减速算法加加速度曲线导数不连续导致系统存在的冲击震荡问题,在正矢曲线加减速加加速度导数连续以提高系统柔性的新型加减速算法模型上,代入通过前瞻连续轨迹衔接角大小处理得到的系统加加速最大值,完成前瞻自适应实时最大加加速度可变的正矢曲线加减速算法模型。