数控技术直接影响了工件加工质量和生产效率,是装备制造业发展的重要保障,其中,高性能样条曲线插补技术是先进数控技术的标志性功能,也是提升数控设备市场竞争力的关键。与NURBS等样条曲线相比,PH(Pythagorean-hodograph)曲线速端曲线的模可以表示成有理多项式,该特性可用于弧长计算,运算量小且计算精度高。三次PH曲线实际应用较少,而高次PH曲线会导致计算量增大,因此,本文以运算量适中的五次PH曲线为切入点,研究其插补算法。首先,研究了C~2连续的五次PH样条曲线拟合算法,将拟合曲线分为开曲线和闭曲线,给定相应插值条件后,由该插值条件下B样条曲线的切矢特征构建方程,求得五次PH样条曲线,实现了PH曲线在插值点处的光滑过渡。其次,提出了基于改进Milne-Hamming预估-校正法的插补算法,与常用于PH曲线插补的Taylor展开法等算法相比,本文算法精度更高,实时性更好。针对进给速度恒定或者是时间、曲线弧长以及曲率的函数的情况,分别进行了插补计算过程推导,并分析了各速度函数情况下下插补的特点。在五段S型加减速模型的基础上,研究了速度前瞻控制算法,包括前瞻插补预处理、进给速度前瞻控制两部分,结合了自适应速度控制方法,实现了进给速度规划,既满足了加工精度要求,又提高了数控系统加工的平滑性。最后,在自主研制的双核嵌入式数控系统平台上,采用DVSDK实现了双核通信,编写了译码、插补、图形交互界面等数控系统应用程序,开发了PH样条曲线插补功能,根据插补算法在该平台上正确运行和实例加工试验验证了算法的有效性。