作为众多精密加工设备的核心部分,多自由度精密运动平台的性能决定了相应产品的指标。为了简化平台结构,多自由度运动平台的执行器和传感器是存在严重耦合的,对其进行运动控制需要对台体进行测量和出力解耦。在解耦模型中,涉及大量的平台机械参数。但平台加工及装配过程中不可避免的存在加工误差及装配误差,如:电机出力中心点位置误差、电机出力方向偏差、平台质心位置误差、传感器测量方向误差等。因此在实际系统中直接应用理论参数会产生解耦误差,从而造成整体系统性能下降。为了实现多自由度精密运动平台的精密伺服控制,解耦模型中的各项参数均需精确获得。但解耦模型中所包含的大量参数均无法通过测量工具直接进行测量,故需要一种间接的软测量方法进行估计。本文以尖端精密运动平台的代表——光刻机掩模台系统作为研究对象,对其驱动机构与测量系统解耦模型中的参数进行软测量研究。首先,本文对研究对象——掩模台系统的结构进行研究,分别从其整体结构、机械系统结构、驱动系统结构、测量系统结构、控制系统结构等几个方面对掩模台系统进行了研究分析,为后续工作打下基础。其次,本文对软测量所需算法进行研究,通过分析比较选定了启发式优化算法中的TLBO算法作为软测量工作中的核心算法,并针对其可能出现的早熟问题提出了一种改进的自适应混合TLBO算法,通过Benchmark测试验证了所提出算法的优越性。再次,本文对掩模台系统中霍尔传感器测量系统中的参数软测量进行了研究,推导了相应的解耦模型与输出校正模型,并在实际系统中验证了本文提出的软测量方法的有效性。最后,本文对掩模台驱动机构中的参数软测量进行了研究,推导相应的解耦矩阵,并通过仿真实验验证了算法在此模型中的优化收敛性。并且,在掩模台实际系统中设计实验,验证了软测量方法在其平面三自由度上的有效性。