机械制造工业是一个国家经济发展的基础,随着高端技术的不断发展,精密和超精密加工技术已逐渐发展成机械制造工业领域的重要方面。因此,精密和超精密加工技术水平将代表一个国家先进制造技术水平,提高精密和超精密加工技术水平将是提升一个国家国防能力和经济能力竞争的强有力手段。在精密和超精密加工技术领域中,高精度的定位技术已逐渐发展成该领域中的关键技术之一,其工作台的定位精度将直接决定着精密和超精密加工设备的加工精度。因此,本文针对高精度的二维工作台展开研究。高精度二维工作台的关键技术主要包括导向技术、驱动技术、控制技术和检测技术等,本文将从驱动技术和控制技术这两方面对高精度二维工作台展开重点研究。本文将采用直接驱动技术,即用直线电机作为高精度二维工作台的驱动源。首先对整个高精度二维工作台进行系统构建,接着介绍直线电机的基本结构原理和分类,并最终选择永磁直线同步电机作为驱动单元。再重点对永磁直线同步电机驱动系统进行数学建模分析,为整个系统的控制提供理论依据。基于PMAC运动控制卡,本文采用全闭环数字控制模式对系统进行研究。采用高分辨率直线光栅尺作为信号反馈元件,与伺服驱动器一起构成具有位置、速度和电流三环控制的位置伺服驱动系统。主要针对PMAC提供的PID+速度/加速度前馈+陷波滤波器复合控制算法进行研究。利用PMAC操作系统对整个控制系统的PID参数及速度/加速度前馈参数进行反复调试,使整个系统获得良好的瞬态性能和稳态性能。然后对调试后的工作台进行定位精度和重复定位精度实验,验证是否达到高精度的定位要求。最后基于PMAC软件编程功能,简单介绍编程语法结构,并编写运动程序,采集数据,观察运动轨迹曲线。