本项目属机械工程、电子信息与自动化技术的交叉领域。 运动控制是数控设备的核心技术，其技术水平决定了数控设备的竞争力。运动控制技术的突破为国产高端设备自主创新提供了保障和支撑，体现了国家的重大技术需求。本项目在国家科技重大专项课题和国家自然科学基金重大项目的支持下，围绕运动控制的多轴同步、高加速度启停和高效应用三个核心需求，经过十余年的研究，解决了运动数据的分布式同步交互、高加速度平台的高精定位、运动控制器的"一键式"参数优化三大挑战性难题，取得如下原创性成果： 1、发明了"秒级"的伺服控制参数自整定技术 发明了高精度伺服系统的继电反馈自调谐方法，能够在3-5秒钟内快速稳定地辨识出复杂机电运动系统的特性，攻克了控制参数自适应优化技术，实现了伺服驱动器的电流环和速度环参数自整定。提出高阶名义模型的继电反馈辨识方法，实现了运动控制器位置环参数的自整定。该发明应用于GSK系列伺服驱动器和五轴联动数控机床，解决了高性能控制器在机电装备中"一键式"参数优化的难题。 2、发明了"毫秒级"的定位控制技术 发明了高速高精气浮直驱运动平台的新构型，定量揭示了小孔节流式气浮模块气流激波对刚度稳定性的影响规律，确定了不出现超音速气流区域的条件和小孔结构参数设计准则。提出了重复学习、前看FIR快速定位方法，有效地抑制了高加速度启停激发的系统振动，实现了高加速度（8-15g）工况下的快速（3ms）高精（2μm）定位。所发明的气浮平台和快速定位技术应用于SMT模板激光切割机、激光钻孔机等高速数控设备，解决了数控设备快速启停的难题。 3、发明了"微秒级"的运动控制总线传输技术 发明了不带跟随报文的总线精确时钟同步方法，采用FPGA实现了带有时间戳的同步报文底层传输，分布式时钟的时间抖动增长率仅为9.31纳秒/节点。发明了基于实时同步串行总线的运动控制系统，总线延时仅为1.18微秒/节点，达到国际上最先进的EtherCAT总线1~1.35微秒/节点的水平。自主研发的系列化总线式运动控制器及板卡，应用于五轴数控机床、全自动芯片粘片机等高端数控设备，解决了高性能控制器分布式实时控制的难题。 本项目获授权发明专利12项、软件著作权4项；发表SCI论文10篇、EI论文8篇。项目组在高速高精运动控制系统的设计和开发方面突破了一系列关键技术，并已在广州数控的伺服驱动器和五轴联动数控系统、昆山思拓的高速SMT模板激光加工设备、上海飞机设计所的ARJ21反推力加载系统、北京中电科的全自动芯片粘片机等产品中获得批量应用，装机13000余套，新增产值1.43亿元，利税3300余万元，对国内数控设备的技术升级起到了引领和推动作用。利用本项目成果研制的TLS系列SMT模板激光切割机已进入韩国、泰国等海外市场。