精密定位技术被广泛应用于显微镜技术、生物工程技术、半导体技术等领域,其快速发展在一定程度上能提高国家先进制造技术的水平。目前,我国的精密定位技术的研究水平离国际顶尖水平还有着较大的差距,因此对精密定位技术的研究尤为必要。作为精密定位技术的执行载体之一,压电陶瓷致动器因为它的响应速度快、输出力大、分辨率高、无噪音等特点,被广泛应用于精密定位系统中。由于压电陶瓷材料的一些固有属性导致在位移输出的时候表现出一些复杂的特性,例如迟滞非线性、蠕变特性、动态特性等,这些复杂的特性严重影响了定位的精度。因此,本文以压电陶瓷致动器驱动的压电微动台作为研究对象,在分析压电陶瓷迟滞非线性等特性的基础上,建立了基于自适应粒子群的BP神经网络静态迟滞模型;分析了压电陶瓷动态特性,建立了基于模拟滤波器的动态迟滞模型;为实现线性化控制,设计了基于逆模型的前馈开环控制和基于动态逆模型的复合控制器,实验研究验证了控制器的有效性。具体研究内容如下:(1)搭建了压电陶瓷输入输出特性测试实验平台,并实验研究了压电陶瓷复杂的迟滞特性,包括蠕变特性、动态特性以及迟滞特性中的非对称性、次环一致性、消除性。(2)建立了基于自适应粒子群(APSO)的神经网络静态迟滞模型。在BP神经网络的基础上通过引入自适应粒子群算法,来解决BP神经网络容易陷入局部最优解的问题。通过仿真实验验证了该模型能充分描述迟滞非线性,并与其它两种迟滞模型对比,证明了它的优越性。(3)根据压电微动台的动态变化规律,在静态模型的基础上引入了二阶低通模拟滤波器,以此来描述压电微动台动态特性,并通过仿真实验验证了该方法在不同频率输入下比静态模型的定位精度有很明显的提升。(4)研究了压电微动台的逆模型补偿控制方法,并以所建模型的逆模型分别设计了基于静态逆模型的前馈控制器、基于动态逆模型的前馈控制器以及动态逆模型作为前馈结合单神经元网络整定PID控制的复合控制器,最后通过跟踪实验验证了所设计的模型的效果。