快速精密定位技术是精密工程领域的基础研究内容之一,其发展推动着精密工程技术的不断进步,对快速精密定位技术进行研究具有非常重要的现实意义。相比于传统的精密定位技术,本文提出了一种基于音圈电机驱动的快速定位系统,采用空气静压导轨进行导向支承、音圈电机直接驱动,没有中间传动环节,具有大行程、高加速度、高刚度和高承载力等优点;在此基础上,进行了快速定位平台的设计、系统模型分析与辨识、控制系统设计以及系统性能测试与改进等方面的研究工作,主要内容如下:1.在分析快速定位平台的设计方法、原则和要求的基础上,设计了几种符合要求的定位平台,经过比较选择了一种优化方案;对平台的关键部件——气浮滑块进行了承载力和刚度分析;设计了仿球形联轴器,能够满足音圈电机和气浮滑块的高精度联接要求。2.分析了音圈电机的机电耦合特性,建立了快速定位系统在长行程、高加速度下的传递函数模型,进行了最小二乘法和levy法参数辨识。3.研究了快速定位系统的PID控制方法,对PID参数进行了整定;通过PID预测补偿和模糊预测补偿修正系统的定位误差;对系统在力模式下进行了位置闭环控制研究,设计了控制算法并进行了实验验证。4.对快速定位系统的最终性能指标进行了综合测试和改进。