在众多精密微操作任务中,微动平台系统性能优劣直接影响着工作质量与效率。通常,微动平台需要在多个方向上兼具数百微米的工作范围和微纳级别的定位精度。同时,考虑到平台的稳定性、控制方便以及有限的安装空间,微动平台的固有频率、平动耦合位移和结构尺寸,也影响着平台的适用性和工作效率。可见具有大行程、高精度、高固有频率、低位移耦合和结构紧凑等特性的多自由度柔顺微动平台对精密微操作任务至关重要。针对精密微操作任务对柔顺微动平台性能的要求,设计了柔顺并联式x-y-θ微动平台的机械结构,并对其进行静力学、动力学建模和有限元仿真分析,最后完成实验测控系统的搭建,进行一系列的开环和闭环测试,验证所设计柔顺微动平台性能的可行性,本文各章节主要内容如下:第一章叙述微动平台研究现状。主要从微动平台驱动方式、柔顺机构研究现状和柔顺机构的建模方法三方面进行了阐述。第二章完成柔顺并联式x-y-θ微动平台的结构设计及理论建模。利用三维建模软件和有限元分析软件,确定柔顺微动平台的整体结构和各部分最终几何参数。另外,利用伪刚体法和柔度矩阵法对微动平台进行运动关系和刚度分析,建立静力学和动力学模型。第三章对柔顺并联式x-y-θ微动平台进行仿真分析。分别分析柔顺微动平台放大系数、耦合位移、工作应力和固有频率,并与理论计算结果对比,验证设计结构的可行性。第四章对系统进行实验测试。搭建基于NI Compact DAQ系统的实验测控系统,分别对柔顺微动平台进行开环和闭环性能测试。微动平台在x和y轴方向的位移放大倍数分别为8.1和8.3,顺时针和逆时针最大转动角度分别为2547.8μrad和2547.1μrad,工作区间为162.2μm×165.6μm×2547.1μrad。同时,微动平台最大耦合位移为1.5μm,平动输出耦合比小于0.91%,因耦合位移而产生的最大偏转角为7.4μrad,约占转动角度最大值的0.29%。微动平台前三阶固有频率分别224.6 Hz、227.7 Hz和296.5 Hz,与仿真结果相比,相对误差分别为6.41%、6.06%和4.76%。此外,在PID控制作用下,微动平台沿x轴和y轴平动的最大均方根误差为0.447μm,占期望轨迹幅值的0.75%,绕z轴转动的最大均方根误差为7.935μrad,占期望轨迹幅值的0.45%,验证了微动平台设计的可行性。第五章对主要研究工作与结论进行总结,展望未来待研究问题。