1、隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，高精密的定位精度已從毫米(mm)級、微米(μm)級向納米(nm)級發(fā)展，微機器人、MEMS系統(tǒng)、光學精密工程、航空航天及生物醫(yī)療等高精密領(lǐng)域，迫切需要多尺度、多自由度、nm級定位精度、毫秒(ms)級定位速度的微/納米級定位系統(tǒng)。傳統(tǒng)的機械式定位系統(tǒng)，由于存在機械間隙、摩擦，定位精度最高為2μm。壓電陶瓷驅(qū)動的定位系統(tǒng)不僅具有nm級定位精度、ms級定位速度，且結(jié)構(gòu)緊湊、易于控制，已成為國內(nèi)外的研究熱點，美國、日本、

2、德國等發(fā)達國家對其進行了深入的研究，但其定位行程局限于μm級。因此，開展nm級、μm級、mm級定位的多尺度定位系統(tǒng)，對提高我國微/納加工、裝配、測量等技術(shù)水平，具有十分重要的研究意義。
　　本文圍繞多尺度、多自由度微/納定位的設(shè)計目標，創(chuàng)新性地設(shè)計出了5自由度微/納米級定位系統(tǒng)(發(fā)明專利號：201010101175.3)，針對該定位系統(tǒng)，開展了結(jié)構(gòu)設(shè)計、靜動態(tài)分析、控制、試驗及綜合評價等研究。本文的主要研究工作如下：
　　①

3、應(yīng)用柔性機構(gòu)學、機械原理、創(chuàng)新機構(gòu)設(shè)計等理論，研究了定位系統(tǒng)的方案、組成及工作原理，創(chuàng)新性地設(shè)計了并研制出了5自由度微/納米級定位系統(tǒng)。應(yīng)用材料力學和偽剛體模型法，推導(dǎo)了定位系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能的解析式，建立了其總性能的優(yōu)化模型，并對定位平臺的結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計。
　　②應(yīng)用機構(gòu)分析與空間解析法，建立了定位系統(tǒng)的運動學模型，推導(dǎo)了該定位系統(tǒng)的正、逆解，揭示了其變形協(xié)調(diào)及控制規(guī)律；應(yīng)用偽剛體模型法和結(jié)構(gòu)矩陣法，建立了該定位系統(tǒng)的動力學

4、模型，推導(dǎo)了系統(tǒng)定位的總傳遞函數(shù)。利用ANSYS、Matlab其進行了靜力學、動力學仿真，分別獲得了變形、應(yīng)力、剛度、動態(tài)響應(yīng)等靜、動態(tài)特性。
　?、蹜?yīng)用工程控制原理和Matlab/Simulink，仿真得到了開環(huán)、PID與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制下定位系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)，對比分析了三種控制方法的動態(tài)特性，得出了最優(yōu)控制方法。研究了三維整體式定位平臺的加工工藝，提出了5自由度微/納米級定位平臺的加工方法，并研制了樣機。
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