随着科技的进步,微定位技术逐渐被应用到生产和生活的各个方面,精密定位系统的研究也变得更加深入与全面。压电陶瓷作为精密定位器件以其优良的特性逐渐受到人们的关注,它运用压电元件电致伸缩效应和压电效应可实现纳米级的精确定位精度,在微观检测、精密机床加工等精密定位领域有着至关重要的地位。本文从整套系统的控制方面出发,对系统中每一个模块进行了数学建模与理论分析,并根据理论分析设计了一套硬件系统用于实际的测量。本文的研究结果具有一定的科学应用价值,能够确保整套研究方案易于移植到其他系统并且适用于大部分控制场所。论文首先介绍了研究压电陶瓷精密定位系统的意义,查看了国内外基于压电陶瓷精密定位系统的研究现状。深入探讨了压电陶瓷的迟滞和蠕变特性,阐述了其伸缩位移原理,然后对其搭建的压电陶瓷精密定位系统做数学建模和分析,提出了以闭环PID系统作为控制算法提高压电陶瓷微位移系统的定位精度,并针对压电陶瓷蠕变特性建立了前馈蠕变模型。本文同时从实际应用角度出发,以闭环PID控制算法为基础,设计了一套压电陶瓷控制系统。该系统主要包括可控的压电陶瓷驱动器的电源设计、微位移检测电路PSD的安装和设计、微位移平台的设计、控制系统和通信系统的软件实现。最后,本文通过系统的软硬件的设计,搭建了一套压电陶瓷精密定位系统,并对各个模块和整体定位效果做了大量的实验,分析了对应的误差,验证了理论和设计的可靠性。