针对开放式数控系统的发展趋势及要求，设计一款基于PCI总线的多轴运动控制卡，给出系统框图以及硬件接口电路。此控制卡可以直接插入PC机PCI插槽中，采用DSP与PC共同读／写双口RAM的方式实现双向通信，通信效率高，实时性好。最后介绍利用VC＋＋实现上位机数据传输，以及下位机状态反馈等通信功能的软件设计。

针对数控机床控制发展中的新要求，提出并设计一种新型的控制方案。运用PCI总线实现与DSP的通信，以提高控制效率和实时性；应用CPLD解决双口RAM的仲裁控制逻辑问题。在硬件设计完成之后，提出了双向通信的软件测试方法。

为了提高直接转矩控制（DTC）系统定子磁链估计精度，降低电流、电压测量的随机误差，提出了一种基于扩展卡尔曼滤波（EKF）实现异步电机转子位置和速度估计的方法。扩展卡尔曼滤波器是建立在基于旋转坐标系下由定子电流、电压、转子转速和其它电机参量所构成的电机模型上。将定子电流、定子磁链、转速和转子角位置作为状态变量，定子电压为输入变量，定子电流为输出变量，通过对磁链和转速的闭环控制提高定子磁链的估计精度，实现了异步电机的无速度传感器直接转矩控制策略，仿真结果验证了该方法的可行性，提高了直接转矩的控制性能。