光刻机作为半导体技术发展的关键设备，它既要满足光刻特征线宽不断减小的要求，又要不断提高生产效率，因此对超精密定位平台的运动行程、定位精度和运动速度都提出了越来越高的要求。针对这种要求，本文设计了双工件台运动控制系统，对宏微运动平台进行建模仿真分析，并搭建了控制系统开发平台和半实物仿真平台，并在搭建好的开发平台上实现了宏动台期望的定位精度。首先，对双工件台整个控制系统进行了详细的需求分析，包括定位精度、最大行程等，并设计了双工件台控制系统的各个子模块，包括执行机构模块、传感器模块和机械结构，同时分析了两种宏微控制策略，并选用了最佳控制策略。其次，在进行实际的开发实验之前，对控制系统进行了建模仿真，建立了直线电机、音圈电机和工件台的数学模型，并针对实际仿真需要，对工件台的单自由度宏微耦合模型进行了简化；因为在本课题中采用六个电机驱动微动台六个自由度的运动，六个电机之间存在运动耦合，因此根据电机的安装位置对微动台进行解耦控制；为达到预期效果，分别为微动台和宏动台设计了滑模变结构控制器和传统的PID控制器并在MATLAB/SIMULINK中搭建仿真模型进行仿真分析；再次，考虑到在开发实验过程中的安全性和可靠性，设计了一种基于虚拟现实技术的半实物仿真系统，搭建了个人计算机+工控机插卡的半实物仿真平台，为保证控制系统的实时性，主板卡运行VxWorks操作系统，因此本文为主板卡设计了基于VxWorks的串口驱动并成功加载映像，然后完成了VG5主板卡和运动控制卡的程序，最后对其实用性进行了验证。最后，依靠实验室的硬件条件，在半实物仿真平台的基础上重新设计了VG5主板卡和运动控制卡中的程序，设计双闭环PID控制器对单自由度宏动台的定位精度和跟踪精度并进行了实验分析，达到了宏动台的微米级的指标要求。