在分析现有的雕刻机数控系统优缺点基础上,结合高速数控技术的发展,提出了基于高性能DSP开发高性价比的雕刻机直流伺服控制系统的总体设计方案。围绕系统的总体设计方案,在插补算法研究方面,通过小线段高速加工速度衔接的递归数学模型的建立和速度轮廓曲线的修正,实现了具有前瞻功能的自适应插补算法。为了提高雕刻机的跟踪性能和定位精度,在直流伺服控制系统设计中引入了零相位误差跟踪控制器(ZPETC),通过模型辨识、非线性摩擦补偿及干扰观测器的设计,克服了ZPETC存在的对系统建模误差和参数变化敏感的缺点。在上述研究的基础上,搭建了以TMS320C2812型32位定点DSP为控制核心、以L6203为功率驱动模块、以小功率直流电机为执行机构的二维直流伺服实时运动控制硬件系统,且在DSP开发平台上完成了系统的所有软件开发。为了实现系统对高速数据通讯的要求,对DSP串口通讯实时性及提高措施进行了深入研究,提出了一种多缓冲区并行协作的方法,很好地解决了数据的实时通讯问题。系统联调实验结果表明:所设计的雕刻机直流伺服控制系统运行稳定、跟踪精度高,加工速度快,可广泛应用于数控雕刻机产品。