精密与超精密加工技术已经成为了国防与高新技术发展的技术支撑,随着产品的更新换代,许多高科技产品对零部件的加工精度要求越来越高,因此对精密和超精密机床的性能指标要求也在逐渐提高。超精密直线运动平台是超精密加工设备实现高精度运动的重要组成部件,目前普遍采用直线电机驱动流体静压导轨的结构形式。该组合方式虽然有高刚度、响应快等优势,然而在抗干扰、阻尼特性等方面仍然存在问题。与直线电机驱动方式不同,液体静压丝杠螺母副由于丝杠和螺母之间采用流体润滑,具有高刚度、低摩擦、阻尼特性好等优点,可以弥补液体静压导轨运动方向阻尼不足的缺陷。然而,目前国内外较少将液体静压丝杠应用于超精密加工机床领域中。因此,为了探究液体静压丝杠驱动的超精密运动系统特性,本文搭建了基于液体静压丝杠与液体静压导轨的超精密运动系统。本文首先根据液体静压支承理论,开发了液体静压导轨计算软件,基于软件计算结果,对内滑块液体静压导轨的结构以及基于液体静压丝杠的驱动结构进行了设计;采用了实验和仿真相结合的方式对液体静压导轨变形的影响因素进行深入分析,并提出了减小导轨变形的方法。另外,本文搭建了以PMAC为控制核心的运动控制系统;开发了基于压力反馈控制的液压站,为液体静压元件提供压力稳定的油源。本文针对上述内滑块液体静压导轨进行了静动态特性研究。通过仿真和实验对比的方式分析了油腔内部压力分布;实验验证了液体静压导轨刚度与结构系数的关系,提出了结构系数的合理取值范围为0.707~1。为了研究液体静压导轨的动态特性,本文推导了小孔节流器影响下的油膜挤压效应动态方程,并且对液体静压导轨的模态进行了仿真分析和实验测量。在完成该系统总体设计和搭建后,通过监测电机输出扭矩的方法完成了液体静压丝杠螺母副和液体静压轴承的同轴度测试,然后对系统的阻尼进行了理论和实验研究,证明了液体静压丝杠螺母副和液体静压轴承的阻尼要大于液体静压导轨。在此基础上,本文对控制系统进行了设计和特性分析,确定采用电流环控制的转矩模式;采用不同位移反馈分辨率对运动系统进行运动分辨率测试,最高运动分辨率优于10nm;然而在测试中发现系统存在较大的9Hz振动量,通过实验分析证明振动是底座造成,因此,在后续研究中需对底座进行优化设计。