随着高速精密制造技术日渐广泛地被应用于各个领域,对纳米制造系统的性能要求越来越高,而纳米制造系统的运作速度、行程范围及定位精度等重要指标取决于其核心部件——纳米定位平台。通常而言,纳米定位平台的主体为柔顺机构,具有响应速度快及定位精度高等优点,但因其一阶固有频率及模态阻尼较低大大限制了平台的可用频率带宽。因此,本文针对传统柔顺导向机构低模态阻尼的问题,提出一种内嵌局部谐振超结构以增强柔顺机构一阶模态阻尼的方法,从而提高平台的运动控制带宽。主要研究内容如下:1)内嵌局部谐振超结构模态阻尼增强机理研究。采用离散动力学理论,建立内嵌局部谐振超结构柔顺导向机构的等效理论动力学模型。此基础上根据典型机构刚性构件的运动与约束特征,研究内嵌超结构单元的特征参数对主体构件模态振动的吸振能力的影响规律及其相应的等效模态阻尼。最后,给出理论优化参数及优化结果。2)XY解耦柔顺导向机构动态特性研究与优化设计。运用传统的柔顺机构设计方法及理论设计了一款两自由度解耦柔顺导向机构。结合伯努利梁理论、卡氏第二定理及拉格朗日方程推导柔顺机构的动力学模型。在此基础上对所设计的柔顺导向机构进行了尺寸优化以最大程度提高其行程范围及可用带宽。3)内嵌局部谐振超结构柔顺导向机构设计与优化。提出局部谐振超结构单元构型,利用有限元仿真获得单一超结构单元的固有频率及频率响应。在保持柔顺导向机构等效模态质量与模态刚度不变的情况下,将超结构单元结合预先设计的外框架嵌入二维柔顺导向机构中。运用有限元优化设计方法对超结构单元的特征参数进行了优化设计。对优化后内嵌超结构二维柔顺导向机构的模态阻尼特性与运动控制带宽性能进行了评估。4)强模态阻尼柔顺导向机构带宽控制实验研究。对有内嵌局部谐振超结构二维柔顺导向机构及无内嵌局部谐振超结构二维柔顺导向机构,分别运用比例-积分控制算法(PI)和积分共振控制算法(IRC)进行实验分析,对比验证内嵌局部谐振超结构增强模态阻尼方法对柔顺机构运动控制带宽的改善性能。