超精密驱动器在光学工程、生物工程、半导体工程、微机电系统等高尖端领域有着广泛的应用。基于尺蠖原理的压电致动器因为其输出力大、分辨率高、理论上无限行程的优点,成为超精密驱动定位领域的研究热点。但是现有的尺蠖式压电致动器普遍存在运行速度低、带载能力弱,无法断电自锁等问题,缺乏对致动器整体结构的建模。由于压电元件的迟滞非线性对定位精度的影响,研究压电致动器的控制方法和控制策略对于精密定位来说有着重要意义,并且电驱动的压电致动器的性能表现不仅取决于致动器本身,还与其驱动电源的特性紧密相关,因此研制一款稳定可靠的驱动电源很有必要。针对上述问题与挑战,本文提出了一套基于尺蠖式压电致动器的精密驱动定位系统,主要工作如下:本文提出基于多级柔顺结构的尺蠖式压电致动器新构型,使其具备大行程、大步长、可变带载能力与断电自锁的性能。充分利用多级柔顺结构的输出位移和寄生位移,同时实现致动器的位移放大和断电自锁。基于压电致动器的运行原理及其机械结构,建立箝位力与步长的理论模型来探究机械结构和装配对致动器性能的影响,并运用有限元技术对致动器进行静、动态的分析以验证模型的合理性。本文基于箝位力与步长的理论模型,运用正交实验法、方差分析、响应面法、回归建模等统计学方法,建立致动器性能预测模型。基于性能预测模型,运用优化方法,得到符合性能要求的优化结果,并运用有限元技术对结果进行交叉验证,验证优化结果的准确性。本文通过离散和双线性插值拟合的方法建立Preisach模型来描述其迟滞特性,并经过公式推导和逐步搜索得到迟滞逆模型,建立前馈控制器来降低迟滞误差。本文采用模糊自整定PID与前馈复合控制的方法以克服前馈控制器依赖模型精度,抗干扰能力差以及传统PID控制不适合于压电致动器这类时变非线性系统的问题。本文提出一种智能调节控制策略以满足实际精密定位的需要。本文根据致动器的性能需求制定了驱动电源设计指标要求,并基于直流放大原理设计升压电路。在完成驱动系统硬件的基础上,设计下位机和上位机界面完成软、硬件的集成和功能实现。最后,加工压电致动器样机,搭建实验测试平台,并进行致动器驱动和定位性能测试。实验结果表明所设计的新型尺蠖式压电致动器具有良好的带载能力、运行速度和定位精度,对具有大行程、大负载的精密驱动定位系统有指导意义。