目前机器人控制系统大多采用“控制器+驱动器”的分布式控制方式为设备提供实时的多轴联动控制,这种控制方式都是控制器内部完成指令解释,插补运算,通过总线方式发送位置指令给伺服驱动器,由伺服驱动器三环完成电机驱动功能。因此在这种分布式体系结构中,运动控制器与伺服驱动器在运动控制过程中相对独立,各个伺服驱动器对各个机器人关节在驱动过程中相对独立。但是机器人在运动过程中,不仅各个关节自身受到包括重力、摩擦力等外力作用不同,而且不同位姿下的各个关节之间作用力相互影响。由于机器人各个关节的受力情况不一致,加上各个关节在不同位置的运动惯量实时变化,如果采用传统的“控制器+驱动器”的形式,驱动器各轴将独立地利用自身的多级PID的误差调节方式来完成位置控制,很难满足机器人一些轨迹精度要求高、动态响应快的应用场景。本文首先总结阐述控驱一体的机器人控制系统开发的优点和应用意义,然后对分布式机器人控制系统和控驱一体的机器人控制系统体系结构的优点和缺点分别进行分析和研究,重点介绍控驱一体的机器人控制系统体系结构。对控驱一体的机器人控制系统中的多轴同步驱动策略进行研究,介绍单轴驱动的矢量控制和多轴同步驱动的策略,在利用尽可能少的资源前提下实现多轴的伺服驱动功能。其次,进行控驱一体的多轴同步控制算法研究,包括进行基于动力学的多轴同步控制方法和PID参数自整定方法仿真。最后基于SoC芯片提出工业机器人控驱一体系统的解决方案,进行各个功能模块开发。通过搭建的控驱一体的机器人控制系统对SCARA四轴机器人进行测试,验证控驱一体的机器人控制系统方案的可行性,满足多轴驱动的需求。同时进行基于动力学的电流前馈的实验,验证基于动力学的电流前馈算法的有效性。