大行程(分米级)高精度(亚微米级甚至纳米级)的定位技术是半导体加工、精密制造、光学工程等领域的关键技术之一,对上述产业的发展极为重要。精密定位控制系统的研究是精密定位技术研究的一个重要方面。考虑目前国内光刻机的研究现状,本文参考0.5μm分步重复式光刻机工件台的应用要求,针对本课题组自行研制的机械平台,设计并实现了X-Y精密定位平台的控制系统。　　本文对X-Y精密定位系统的各组成部分进行了细致、深入的分析,论证了整个定位系统硬件结构的合理性并分析了整个控制系统的工作机制。在运用分析法获得了宏平台进给系统传递函数的基础上,分析宏平台进给系统摩擦特性,通过实验建立了宏平台进给系统的摩擦模型。基于摩擦补偿,运用最小二乘法和谱分析法分别辨识了宏平台进给系统的z传函及频域响应特性。根据所辨识的宏平台进给系统的数学模型和摩擦模型设计了宏平台的位置控制器,以高精密光栅测量系统获取宏平台位移的反馈信息,实现了宏平台位置全闭环控制。　　设计了基于TI公司的TMS320LF2407A DSP控制器的下位机软件。下位机软件用 C语言内嵌汇编的方式实现,具有可维护性强、易升级等优点。下位机软件实现了如下的功能:宏平台的实时运动控制、通过RS-232串行通信口与上位机进行数据双向交换、对来自上位机的数据进行处理、采集光栅测量系统的位移信息。相对于传统的微控制器, DSP控制器具有高效、高速等优点,它的使用显著缩短了控制系统的伺服周期,改善了系统的动态性能,并为复杂控制算法的应用提供了可能。实际运行表明,所设计的下位机软件运行可靠。　　实验及理论分析表明:所设计的控系统控制性能优良;当温度变化不超过±0.03 o C时,在全行程范围(100mm×100mm)内定位平台 X平台重复定位精度优于46nm,Y平台重复定位精度优于56nm,完全满足了设计指标要求。