大行程纳米定位技术的研究是一个既传统而又极富现实意义的课题。经过几十年的发展，它在许多方面已经比较成熟，但现代技术的发展同时又为其带来了新的发展空间。尤其是大行程、高精度、高速度、低成本的高精密定位技术在超精加工、微电子、微机电系统等领域具有广阔的应用前景。本课题主要研究的是一维纳米定位技术中的有关关键问题。纳米定位系统采用的是宏微二级结合的定位方式，由交流伺服电机与滚珠丝杠直连实现粗定位，由压电陶瓷微动器实现精动，从而实现纳米级定位。本文的研究内容是基于PMAC的精密定位控制系统，主要是对宏工作台进行定位控制，其主要包括以下几个方面： 1)研究宏动工作台的定位系统组成。通过调研大量文献，对多种定位执行机构的优缺点进行总结和比较，并详细研究交流伺服电机与滚珠丝杠直连的传动方式，实现了宏动工作台的轴向定位。 2)基于PMAC的宏动工作台控制系统研究。主要研究了编码器、光栅信号与PMAC卡的连接以及通过PMAC卡实现对电机的全闭环控制。设计了光栅莫尔条纹信号的放大、整形、辨向及滤波的硬件电路。 3)基于PMAC的PID控制算法在精密定位系统中的运用及实现。研究了PID+速度/加速度前馈的调节方法，通过对宏动工作台定位系统控制环的校正和调整，使整个定位系统获得了良好的稳态特性和动态特性，极大地改善了整个定位系统的稳定性和响应速度，显著地提高了宏动工作台的定位精度。 4)利用单频激光干涉仪标定系统对宏动工作台进行了误差测量，并对宏动工作台进行了系统误差分析，采用软件补偿方法对其进行了补偿实验。对实验数据及结果进行了分析，通过实验的方法验证了螺距误差补偿法的有效性，从而较大地提高了宏动工作台的定位精度。 5)采用PEWIN软件编写自动定位运动程序，实现了对伺服电机的智能控制，并用一实例进行了详细说明，提高了工作效率。