由于工业的快速发展,在生产上对控制精度、灵敏度等技术指标提出了越来越高的要求,因此在生产上,被控对象就会变得越来越复杂,其组成器件增多。往往被控对象不是简单的线性系统,其中会存在着非线性特性,当非线性特性是非光滑时,更不能将这种非线性看成线性系统进行研究,在被控对象中,一般同时存在线性和非线性部分,当它们之间有输入和输出的关系时,整个系统的辨识和控制将不能用常规的方法研究。通过对该类系统的进一步分析,系统的非线性往往只表现在其中的一个或者几个环节中,但是,在辨识和控制中,就是这种非线性特性难以描述。本论文紧密结合含有压电陶瓷驱动器的多维平台进行研究,依照实验所得数据对系统的数据进行分析,采用三明治模型对系统的迟滞特性进行描述。相同的,用三明治模型对系统中轴间耦合特性进行描述。最后,提出一种前馈补偿控制方法对系统的轴间耦合现象进行有效的补偿和控制。从而提高了系统的轨迹运动的控制精度和灵敏度。本文取得了以下成果:首先,通过对多维平台中单轴驱动方式的分析,通过大量的数据分析:迟滞特性对系统精度和灵敏度的影响;由于迟滞环节处于系统的中间环节,无法直接测量其输入和输出,所以无法对其进行单独的建模,进而就构成了一个非光滑三明治系统。通过确定系统的表达式,利用关键项分离技术重构出具有参数线性化结构的整体表达式,采用广义递推最小二乘算法和迭代算法辨识系统参数。最后,通过实验验证模型的准确性。然后,进一步的实验和分析发现,除了单轴中存在非线性特性外,平台各轴之间存在轴间耦合特性,并且耦合特性对系统运动精度影响较大,研究这种特性对于系统精度的提高具有重大意义。与迟滞特性一样,耦合特性也是一种非光滑非线性特性,它也存在迟滞特性。在前面对迟滞特性的研究的基础上,同样用三明治模型描述系统轴间耦合特性,用广义递推最小二乘算法和迭代算法对模型参数进行辨识。通过对辨识的结果进行分析得知,辨识所得模型可以较好描述系统轴间的耦合特性。最后,针对多维平台轴间存在的耦合特性,提出一种前馈补偿解耦控制方法,先对轴间耦合进行前馈解耦,然后在三明治迟滞正模型的基础上,建立三明治迟滞逆模型作为PID前馈控制器对压电陶瓷执行器进行前馈补偿,以达到很好的控制效果。