张 旭，赖磊捷*，李朋志，朱利民

（1.上海工程技术大学 机械与汽车工程学院，上海201600；2.中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春130033；3.格鲁斯特大学 计算与工程学院，英国 切尔滕纳姆GL50 2RH；4.上海交通大学 机械与动力工程学院 机械系统与振动国家重点实验室，上海200240）

1 引 言

近年来，纳米精度运动和定位技术在微纳制造装备、超精密加工机床、高端光电装备、微纳操作机器人和集成电路制造等领域有着广泛而重要的应用。基于压电陶瓷驱动器的常规压电微位移驱动技术行程一般只有几十微米，即使通过位移放大，也只有几百微米。而且压电陶瓷驱动器存在的蠕变和磁滞等非线性效应对其控制提出了更高要求。以音圈电机为代表的电磁直驱技术通过合理排布永磁阵列并改变线圈电流大小来控制电磁力大小并实现精确的位移输出，能够较好满足大行程、超精密的定位需求。该类驱动器具有无摩擦、结构紧凑、体积小、运动灵敏度和分辨率高等优点。结合柔性机构无摩擦、无间隙和无需装配等突出性能，基于电磁直驱和柔性机构的微纳米定位技术在大行程高速微位移定位技术中具有极大的应用潜力［1-3］。

音圈电机利用洛伦兹力驱动低刚度柔性机构能够实现较大运动范围内的微纳米定位。然而低刚度柔性机构容易产生较低的谐振频率，在通频带内容易出现自激振荡，从而影响系统的控制品质［4］。另外，大变形柔性机构在不同工作点位的静动力学特性存在差异，容易影响系统鲁棒性。……