为了实现具有进给力的纳米级进给，根据国内外纳米级驱动部件的研究现状及发展趋势，结合国家“863”高科技计划资助项目“具有大进给力的纳米级驱动部件关键技术的研究”，本文首次提出一种在准静态条件下使用的具有双边对称结构的纳米级热驱动部件设计方案，并且研制纳米级热驱动部件及试验系统。为了解决纳米级热驱动部件控制精度和响应速度之间的矛盾，针对非线性、时变的特点，提出一种补偿措施和一类多阶指数函数逐级递推的建模方法，然后，利用此补偿措施和建模方法，建立纳米级热驱动部的广义数学模型，并开展相应的控制策略研究。论文内容包括：第一章，阐述了超精密加工的重要意义，结合国内外纳米级驱动部件的研究现状及发展趋势，提出了本文的研究内容，及各章节的安排。第二章，首次提出双边对称驱动的具有大进给力的纳米级热驱动部件结构，研究驱动部件进给量与输入功率、转化效率、物理参数、几何参数，以及环境因素之间的关系，并且分析驱动部件的响应特性和非线性特性。第三章，从导热微分方程出发，建立纳米级热驱动部件的数学模型，并且针对一类时间常数相差较大的多阶指数函数，首次提出一种多阶指数函数的逐级递推式拟合算法。最后，利用可控系统极点可以任意配置的原理，通过零极点相消建立纳米级热驱动部件的广义数学模型，从而为解决驱动速度和控制精度之间的矛盾提供基础。第四章，为了兼顾纳米级热驱动部件的鲁棒性、响应速度和控制精度，研究基于广义数学模型的改进型滑模变结构控制策略、逐级递推式滑模变结构自适应控制策略和基于惩罚函数的多模态平稳过渡策略。第五章，介绍纳米级热驱动部件的硬件电路及其软件设计要点，阐述以单片机为核心的控制系统，介绍纳米级热驱动部件试验系统的硬件和软件，首次提出基于半主动控制的绝热模块和基于半导体致冷器控制的热流控制模块，说明高精度电感测位仪的二次仪表与测控计算机的数据传输，以及测控计算机的软件开发。第六章，在纳米级热驱动部件试验系统上进行驱动部件的试验及应用研究，重点开展基于广义数学模型的改进型滑模变结构控制、逐级递推式滑模变结构控制及基于惩罚函数的多模态平稳过渡策略的试验研究。第七章，对全文进行总结，并且展望下一步的研究工作。