历经四代发展,同步辐射光源已逐渐成为基础科学和工业应用等领域不可或缺的大科学装置。同步辐射光束线装置分布距离长且环节复杂,为精确测量X射线的相位变化获取高质量实验数据,先进光源对X射线束流的角度稳定性提出了极高要求。X射线束流位置探测器（XBPM）是判定束流稳定性的关键参考,其可提供光束位置信息与强度实时数据,但受限于安装精度等原因,探测器中心与束流中心难以完全重合。为追求探测器的高定位精度与易调姿控制,本文设计了一种适用于XBPM的压电驱动精密定位平台,并对其静态和动态特性进行分析与研究,通过有限元仿真和样机测试综合评价性能,在此基础上开展多目标尺寸参数优化。研究内容主要包括:首先,采取堆叠式构型,确保各轴向独立运动,综合特殊环境与柔性机构需求选取不锈钢304材料,并以封装式压电促动器为驱动器。采用伪刚体模型和能量守恒法推导缺口型与簧片式柔性元件的刚度表达式,对比分析后选取柔性板簧构造位移传动和放大机构,其动作灵敏且减少应力集中。遵循设计指标并综合运动原理完成平台整体方案,非封闭式结构及真空适应性改进使精密定位平台既适用于通常环境也满足高真空度下的要求。其次,基于Bernoulli-Euler梁理论和结构矩阵法,建立双桥臂式位移放大机构的位移放大比、输入/输出刚度解析模型,明确结构几何参数对其运动性能的影响,综合伪刚体模型法及柔性单元串并联关系,推导平行位移传动机构的刚度解析公式。由前述解析模型和驱动器标称位移得出平台轴向输出位移理论值,并依据柔性梁静力学模型,表示出柔性机构内部最大应力。基于集中参数法和Lagrange运动微分方程,构建精密定位平台的固有频率解析模型,求解期望运动自由度的固有频率。然后,为直观反映压电驱动精密定位平台的性能,使用Solid Works软件建立三维模型,借助ANSYS Workbench软件进行平台的结构静力学分析,得出工作行程、刚度、耦合运动和最大应力值的仿真结果。通过模态分析得出平台前6阶的固有频率及振型,参考国内光源关于环境振动频率分布的测试结果,对所设计的定位平台抗振性做出评估,其可有效规避主振动频率,确保X射线束流位置探测器可靠运作。最后,试制精密定位平台的原型样机,搭建测试系统并确定实验参数,开展基本性能指标与精度性能指标测试。将工作行程与耦合位移测试值同仿真值对比,分析设计指标达成情况并确定误差范围,另对定位系统的闭环线性度、重复定位精度与位移分辨率进行评价分析。综合测试发现,样机符合预期运动形式,满足微纳定位精度与运动解耦的要求。依据理论模型,明确平台优化设计的变量、约束条件及目标函数,选择序列二次规划算法,在平台样机基础上进行约束非线性的多目标优化探索,使其更贴近工程中的多元化需求。该论文有图60幅,表17个,参考文献84篇。