纳米级压电驱动微定位平台具有体积小巧、响应速度快和驱动力大等优点,应用于微电子制造、超精密加工等领域。由于压电陶瓷存在明显的迟滞非线性,严重影响了定位系统的精度和稳定性。因此,迟滞非线性的处理和控制方法,是微定位平台在实际应用中需要解决的一类关键技术问题。本文以压电驱动微定位平台为研究对象,在自抗扰控制(ADRC)方法基础上,研究迟滞非线性系统的高精度跟踪控制方法。通过改进ADRC,实现有效的迟滞补偿,从而满足平台的高精度定位要求。具体研究内容如下:首先,针对压电微定位系统,采用实验方法测试迟滞现象并分析其特性。结合开环测试结果,分析了迟滞、蠕变等特性的产生原因及表现形式。在分析系统动力学特性的基础上,建立了微定位平台的串联两箱模型,并对模型线性部分参数进行了辨识,为后续控制算法的设计提供模型基础。然后,提出一种ADRC的鲁棒保性能设计方法。通过在ADRC框架中引入积分环节,定量地表示误差积分。利用Lyapunov定理,给出了闭环系统的鲁棒稳定条件。引入包含误差积分的保性能指标衡量控制器的性能,通过求解嵌套优化问题得到最小保性能指标下的最优控制器参数,从而避免了参数试凑,并且在不增加控制器设计难度的情况下,改善各种不确定因素下的控制性能。通过仿真和压电微定位系统实验,验证了该方法优越的抗扰性能。其次,提出一种基于扩张状态观测器(ESO)微分估计的复合ADRC。根据干扰观测器(DOB)中构建标称模型逆模型用于扰动观测的原理,结合ADRC中把串联积分系统视作对象标准型、其余部分视作扰动的思想,提出了ESO微分估计方法,对系统输出进行微分估计,即构造串联积分系统的逆模型。基于ESO微分估计方法,实现了比ADRC中更精确的扰动观测。进一步设计了基于ESO微分估计的复合ADRC。该方法在压电微定位系统进行了应用,实验结果表明其能有效提升ADRC的动态性能与抗扰性能。最后,针对压电微定位平台周期扫描的应用需求,提出了面向周期扰动的重复控制方法。将改进的ADRC转化为两自由度结构,并插入重复控制器,利用小增益定理得出闭环稳定性条件。采用分离设计原则,在完成原有改进的ADRC的设计的基础上,求出满足稳定性条件的重复控制器参数。针对压电微定位重复控制系统开展实验研究,验证了其在周期信号激励下的良好的控制性能。