随着科技的发展、社会的进步，制造业产品的发展趋势是多品种、小批量、高精度、结构更复杂。数控技术是发展新兴高新技术产业和尖端工业最基本的技术，其发展水平已逐步成为衡量一个国家制造业水平、工业现代化程度和国家综合竞争力的一项重要指标。因此，开发具有高速高精度性能的高档数控系统对我国综合国力的增强具有重要意义。本课题基于自主研究数控系统项目，对数控系统小线段预处理方法、加减速控制方法和关键技术的自动化分析工具进行了深入研究并根据实际要求对所研究内容进行了设计和开发工作。为实现数控系统的高速高精度加工性能，本文提出了前瞻平滑处理和向后搜索算法处理这些预处理方法对复杂加工零件的轨迹段所包含的小线段进行连接、转角速度设置和特征标识。在对现有的常用加减速算法进行详细分析后，提出了基于前瞻平滑处理和向后搜索处理的变速变加速四次位移曲线加减速算法。通过实验及实际加工证明该方法快速性、精确性和有效性。针对在现有数控平台上进行关键问题研究的复杂性和操作实验的困难性，本文设计并开发了数控系统的自动化分析工具，实现了跨平台研究数控技术。本文研发的数控系统自动化分析工具便于研究人员改进现有的和开发新的插补算法，并对插补结果进行仿真分析。