随着电子制造装备及精密检测仪器不断向着高速高精度的方向发展,大行程、高速、高精度精密运动平台的性能成为制约这类装备、仪器发展的关键技术难点。本文针对大行程高精度运动平台研发的关键问题,设计出基于宏微复合传动的Z轴运动平台新结构,开展该平台的动力学与静力学分析,提出平台定位过程的误差补偿方法及宏微运动平台的控制模型,开发出宏微运动平台的集成系统软件,并基于所搭建的实验平台,验证宏微运动平台的定位性能。论文的主要内容阐述如下:1、调研精密运动平台的技术背景与意义,深入调研其在国内外的研究现状,同时对宏微复合Z轴运动平台进行了关键技术与难点分析,明确本文的研究内容与方案。2、设计出大行程宏微复合Z轴运动平台的新结构,运用SolidWork软件对其进行零部件的建模与装配,并对其结构进行分析,确定各零部件的型号以及材料。3、基于所设计的Z轴运动平台结构,构建其动力学模型,开展微运动平台预紧弹簧的动力学仿真,获得平台在运动工况下的位移振型变化曲线,分析其运动规律,确定预紧弹簧的预紧力及刚度,并通过有限元法对弹簧的刚度与应力状态进行验证。4、对宏微复合传动Z轴平台定位过程的振动进行分析,提出宏微运动平台定位过程的误差补偿方法,研究宏微复合平台的PID控制方法,建立宏运动直线电机的电流、速度、位置三环控制模型,微运动压电陶瓷的位移闭环控制模型,提出宏微运动过程的切换控制方法,实现平台的快速精密定位。5、实现宏微复合传动Z轴运动平台的系统开发,开展平台宏运动、微运动及Z轴定位等方面的性能指标测试,验证其在高速、高加速度、大行程运动条件下实现高精度定位的性能。