压电驱动纳米定位平台具有定位精度高、响应速度快、驱动能力强等诸多优点，广泛应用于高精度定位、精密微操作等领域。平台的核心器件压电陶瓷执行器基于逆压电效应进行工作，其定位精度与硬件平台的性能息息相关。同时，压电陶瓷执行器存在迟滞、蠕变、振动等复杂的非线性特性，严重影响执行器的定位精度。针对以上问题，本文对压电驱动纳米定位平台的系统设计和压电陶瓷执行器的智能预测控制方法进行研究。在此基础上，进一步对压电陶瓷执行器的机械结构进行扩展，得到粘滞-滑动执行器，并研究其整体建模方法与自适应模糊模型预测控制方法，实现长行程、高精度的定位控制。本文的主要内容和创新之处如下:　　压电驱动纳米定位平台的系统设计:考虑到原有的商业纳米定位平台(P-753.1CD压电陶瓷执行器和E-665.CR伺服控制器，PI公司)存在工作频率较低、功率较小等不足，本文设计了一款高频响、大功率的压电驱动纳米定位平台。该平台由电源模块、控制模块（包括微控制器、数模转换器和模数转换器）、驱动模块、压电陶瓷执行器和测量装置等部分组成。电源模块为整个系统提供稳定的供电，控制模块负责通信和控制，微控制器通过数模转换器输出控制电压，该电压经驱动模块放大后对压电陶瓷执行器进行激励，压电陶瓷执行器受到电压激励后会产生相应的位移，测量装置采集该位移信号并由模数转换器传递给微控制器，从而构成闭环控制系统。实验结果表明，所设计的压电驱动纳米定位平台的工作频率和功率是原有的商业纳米定位平台的三倍多，并且线性度高、稳定性好，可实现压电陶瓷执行器的高频、高精度定位控制。　　基于迟滞逆补偿和模型预测控制的复合控制方法:为克服压电陶瓷执行器的迟滞非线性，本文提出一种基于迟滞逆补偿和模型预测控制的复合控制方法。该控制方法采用前馈-反馈控制方案，主要由前馈迟滞补偿器和基于神经网络的模型反馈预测控制器构成。首先，利用Duhem逆模型构造前馈控制器，以补偿压电陶瓷执行器的迟滞非线性。然后使用神经网络描述压电陶瓷执行器的动态特性，并对其进行瞬时线性化以方便模型预测控制器的设计。基于该瞬时线性化的神经网络模型，进行模型预测控制器的设计，该控制器具有解析形式的控制率。最后进行实验验证，包括多种形式参考轨迹的跟踪实验、考虑外部负载和物理约束的实验等，同时与文献中已有的控制方法进行比较。实验结果表明，所提出的基于迟滞逆补偿和模型预测控制的复合控制方法可实现低于10纳米的定位精度，优于文献中的大多数控制方法。　　粘滞-滑动精密定位平台的建模与控制:针对压电陶瓷执行器行程较短的不足，本文进一步对压电陶瓷执行器的机械结构进行扩展，得到粘滞-滑动执行器。粘滞-滑动执行器由压电陶瓷执行器和末端器构成，基于特殊的粘滞-滑动机理可实现理论上无限的运动行程，但是对其进行建模和控制更具挑战。首先，采用模糊模型逼近粘滞-滑动执行器的输入输出关系，该模型将粘滞-滑动执行器视为一个整体，通过多个“IF-THEN规则”描述整体模型。此外，为了提升模型的精度，引入了自适应方法实时调整模型的参数。基于上述自适应模糊模型，本文提出一种自适应模糊模型预测控制器，可实现对粘滞-滑动执行器的长行程、高精度定位控制。实验结果显示，自适应模糊模型的误差小于40纳米，自适应模糊模型预测控制器跟踪10Hz正弦参考信号的最大误差小于20纳米，说明了所提出的建模与控制方法的有效性。