随着微机电系统的发展，微型塑料零件应用在越来越多的领域中。微型注塑技术作为制造微型塑料零件的重要方法，具有成型速度快、成本低、质量高的优点。由于微型聚合物塑料零件具有微米级别的细节尺寸，其对注塑成型时的精密控制要求很高。为了提高最终微型注塑制品的质量，需要解决包括在微型注塑过程中由于噪声干扰难以判断注射开始时刻、批量制品重复精度差、微小制品细节外形存在缺陷、表面粗糙度差等各种问题。根据实际要求，本文提出一系列精密控制技术以提高微型注塑制品的精度和合格率。具体研究内容如下：首先，根据宏观状态下熔体充模理论，考虑到在微观尺度下粘性流体在流动过程中需要特别注意的表面力以及分子间作用力的影响，总结出微型注塑聚合物熔体充模的粘度理论模型，并结合边界条件进行了分析，通过仿真及相关实验验证了该模型的正确性。其次，提出了一种基于F分布的自适应卡尔曼滤波算法，用于对微注塑熔体充模过程中聚合物熔体上液面进入模具腔体时刻由传感器探测到的压力波形的实时跟踪，算法经过稳定性分析证明了其收敛性；仿真及实验数据显示算法可以在滤除噪声的基础上对微注塑注射过程中压力信号的暂态变化进行很好的跟踪，使用该滤波算法的微型注塑机可以准确跟踪注射开始时刻，便于控制器对注射量进行精密控制，从而提高制品质量。由于本算法可以处理发生突变信号的波形，因此也适用于暂态与稳态混杂的其他系统。然后，在微注塑熔体充模过程中根据微型注塑注射过程推杆往复运动的特征，在基本PID控制方法中引入学习控制的思想，从而得到了一种前馈修正学习控制方法，用以对微型注塑制品的重复精度进行控制。该方法可以在不考虑微注塑熔体充模的非线性模型基础上通过对目标理想位置路径的重复学习，使得实际控制位置路径经多次调整逐步达到期望。据此建立了注塑样机控制系统，对实验结果的分析证明这种控制方法能够在实时控制的基础上将注射量精度由未经过学习控制修正时的0.01g提升到采用经过多次学习修正控制后的0.005g以下，表明该控制方法适合微型注塑的高速特征以及工业大规模成型的要求。最后，提出在微注塑充模以及脱模过程中引入超声振动进行辅助以提高制品质量。通过使用超声波焊接机及兰杰文振子作为超声振动源，分别在实验中验证了超声波可以有效帮助聚合物熔体在微模具的微小流道中充分流动以帮助改善制品质量；以及使用超声振动帮助脱模可以有效减小脱模力，同时改善脱模过程中制品在微模具腔体内表面上的粘连情况，提高制品质量。随后提出了一个超声振动微模具模型，对其在超声振动时模腔的模态变化仿真分析表明了模型的实用性，在试验样机上的实验证明了该超声振动模具在微型注塑熔体充模以及脱模时对改善制品质量方面的有效性，加入超声振动的制品表面粗糙度由0.5μm缩小到0.15μm以下，且制品微小结构更加完整可靠。