并联机构或者并联机器人,最早研究始于上世纪60年代,因其具有运行速度快、精度高、刚度大等优点,被广泛应用于电子装配、精密加工、测量工程和航空航天等领域。目前并联机器人面向不同环境的精确操控技术已然成为时下的研究热点。随着时代的发展与科技的进步,并联机器人的性能要求逐步提高,而轨迹跟踪精密控制技术作为并联机器人精密控制的关键技术,更是研究的重中之重。本文以并联机器人的精密操控为研究目的,搭建了适用于SEM环境的3PRR实验平台,并基于此对系统的全闭环运动控制进行了研究;在此基础之上,搭建了适用于工业场景的高速高精度3PRR实验平台,并对其动力学参数进行了辨识研究。本文的主要工作如下:针对并联机构运动学正解难求解的问题,采用基于速度雅克比矩阵的迭代法,对末端平台位置进行求解,并与理论值进行比较,从而获取了不同情况的正解计算误差曲线。针对并联机构运动过程中支链之间的耦合影响,采用连杆构件独立分析的方法,基于牛顿-欧拉动力学方程对3PRR并联机构进行动力学建模,获得不同运动情况下的连杆构件受力曲线。进行了基于工作空间的3PRR并联机构的全闭环控制研究,设计了基于多个激光位移传感器的闭环检测方案,分析了并联平台全闭环控制误差累积效应的产生机理,并提出了相应的消除方法。针对运行重复轨迹的应用场景,设计了一种具有误差累积抑制作用的间接迭代学习控制算法,并进行实验研究。首先分析了直接迭代与间接迭代控制的区别,研究发现在间接迭代控制情况下,并联机构的电机驱动脉冲与平台轨迹误差呈现非线性关系。其次,对间接开环与闭环迭代学习控制进行理论仿真研究,基于运动学逆解与正解,通过设置不同的迭代增益与白噪声来研究控制算法的收敛速度。然后,提出了基于迭代域与时间域的可变迭代增益控制方法,并对多种可变迭代增益的控制效果进行了比较研究。理论仿真表明,当系统存在一定随机白噪声时,基于迭代域的可变迭代增益能获得最快的收敛速度。在此基础之上,开展实验研究,实验结果表明,虽然间接开环迭代学习控制的迭代速度更快,但是其跟踪误差与大误差点数目这两个评价指标的表现都不如间接闭环迭代学习控制。为了使3PRR并联机构应用到宏微结合精密定位实验台中,采用前馈控制与自适应反馈控制对非重复运动轨迹进行跟踪控制研究。首先对同一轨迹在不同时间的轨迹跟踪误差进行相关性与数据统计分析,从而为前馈控制的实验研究提供理论依据;然后进行了半闭环控制、前馈控制、常规反馈控制和自适应反馈控制的实验研究。实验结果表明,前馈控制、常规反馈控制和自适应反馈控制均能获得比半闭环控制更好的控制效果。之后采用3PRR宏动台和压电微动台共同组成宏微结合精密定位平台,利用激光干涉仪作为测量反馈,对其进行闭环精密定位实验研究。实验中发现,负载对平台的定位精度和标准差有一定的影响,但其产生的定位误差可以通过压电微动台的运动进行补偿。实验结果表明宏微结合精密定位平台能够实现毫米级行程与亚微米级定位精度。针对面向高速高精度运动的应用场景,研究基于永磁直线电机搭建的高速3PRR并联机构动力学性能。实验研究发现,高速运动的并联平台很难获得高精度的轨迹跟踪性能,即高速运动的实现往往以牺牲精度为代价。首先建立了直线电机动力学模型,提出综合阻力波动概念,对摩擦力、推力波动以及外部负载力进行了分析。基于直线电机的摩擦力和推力波动特性,采用牛顿-欧拉动力学方程来探究3PRR并联机构的连杆轴向力对直线电机的影响。分析结果表明连杆轴向力的分力包括平行导轨力与垂直导轨力,此二者分别对电机产生运动阻力与摩擦阻力,其中摩擦阻力远小于运动阻力。最后,在力矩控制模式下,基于迭代学习控制算法辨识出低速运动下各个位置的综合阻力波动,实验结果表明所辨识综合阻力波动是准确可靠的。