精密定位是纳米技术、超精密加工、半导体器件制造业、微型制造的关键性技术,是整合了光、机、电及智能控制一体的复合循环控制系统,具有广泛的应用前景。本文利用激光束经透射式双光栅衍射产生的衍射光进行位移检测,并进而由计算机控制,实现自动定位,具体主要包括以下三个方面：1.在物理光学的基础上,分析了光栅位移检测的原理,建立了激光束经透射式双光栅产生的莫尔光强信号与位移之间的数学模型,并应用MATLAB对其进行仿真。仿真实验表明,莫尔光强信号随两片光栅位移呈周期变化,变化周期为一个光栅常数,当光栅间距为P2/λ的n倍时,莫尔信号的幅值变化最大。本文还对光栅间距,莫尔信号的特性进行计算机仿真分析,研究表明莫尔信号特性与理论分析相一致,光栅位移检测可以应用在超精密定位系统中。2.建立了复合式双驱动定位系统,为实现大行程高精度定位奠定了基础。本文的复合式双驱动定位系统是由宏定位与微定位相结合的,宏定位由步进电机带动滚珠丝杠实现,宏定位根据光栅检测获得的位移信号,发出相应的脉冲指令,驱动定位台完成宏定位。宏定位结束后,计算机根据位移检测信号的大小,发出相应的驱动电压,驱动压电陶瓷制动器产生相应的形变,带动柔性铰链完成微小位移的定位,系统最终实现了±20nm超精密定位精度。3.由于压电陶瓷作为系统微定位的重要部分,本文对压电陶瓷的输入输出特性进行了研究,通过多次试验测量,发现压电陶瓷的输出存在不可避免的非线性、蠕变性。为此本文建立了压电陶瓷的神经网络模型,神经网络模型能够很好地模拟压电陶瓷的输入输出,并设计了自适应神经网络控制器,将神经网络模型应用于自适应控制器中。实验结果表明,设计的控制器减小了压电陶瓷及定位系统本身存在的非线性,控制响应快,稳定性高,可有效提高定位精度和定位速度。