在微电子制造领域,垂直运动平台具有广泛的应用场景。随着白光干涉扫描等精密技术的发展,对垂直运动平台也提出了大行程高精度的定位要求,而传统的单驱平台难以同时满足大行程和高精度的要求。本文针对宏微垂直运动平台的高精度定位问题,开展宏微控制算法、宏微协同控制策略以及误差补偿研究,提出基于边界层超螺旋算法的直线电机宏动台控制,设计宏微复合定位和复合步进策略;同时,对垂直平台的位移转换误差进行位置补偿以及在线补偿;最后,基于Power PMAC控制器搭建实验平台的控制系统,并开展垂直平台的微动性能测试和宏微复合定位实验。论文的主要研究内容如下所述:（1）深入调研精密运动平台的国内外研究现状,对垂直运动平台的需求和关键技术进行分析,明确本文的工作内容与技术方案;（2）建立直线电机宏动系统的动力学模型,并采用正弦变频信号扫频的方法进行模型参数辨识;同时,对微动系统进行动力学分析,建立其机电耦合模型,为宏微各自的精密控制奠定基础;（3）针对直线电机宏动台,设计基于边界层超螺旋算法的二阶滑模控制器,提高系统的抗干扰性能。为了进一步削弱滑模控制的抖振影响,将边界层方法与超螺旋算法相结合,并通过仿真和实验验证所提控制算法的有效性。为压电陶瓷微动台搭建基于PID控制的双闭环控制结构,根据垂直运动平台的需求设计宏微复合定位和宏微复合步进的协同控制策略,实现垂直平台的高精度定位和纳米级位移步进;（4）针对楔体结构的位移转换误差问题,采用位置误差补偿表进行补偿,并提出误差在线补偿的方法。将垂直轴平台的位移反馈加入到水平轴直线电机宏动台的伺服控制环路中,以修正水平轴的指令位移,最后通过实验验证误差补偿方法的有效性;（5）基于Power PMAC搭建宏微垂直运动平台的控制系统,开发并实现所提方法与策略。开展平台的微动性能测试以及宏微复合大行程定位实验,验证宏微垂直平台的性能与本文所提方法的有效性。