随着超精密加工检测技术的发展对直线度提出越来越高的要求,人们越发重视准直技术精度的提升。激光以其高亮度、高准直性、高相干性,以及优良的光谱特性,在准直技术中得到了广泛应用。然而在高精度的准直应用场合,激光束的漂移已在很大程度上影响了其准直性能。着眼于提高激光准直精度这一目标,本文在对压电陶瓷驱动技术与柔性铰链微传动技术进行充分研究的基础上,设计了一种工作在纳米精度上的超精密、高动态响应的激光束漂移量反馈控制执行系统,能够有效地消除激光束的漂移。课题主要的设计研究包含以下几个方面:1.根据压电陶瓷驱动器的特性,设计一种基于电压控制型的直流误差放大式驱动电源。由于采用一种新结构的充放电电路,使电源具有较宽的频响范围,以及较大的驱动能力;并研究了影响传统驱动电源静态精度的主要因素及综合充放电过程和驱动能力,采用恒流源结构,使驱动电源在各个输出电压段内皆具有良好的负载特性,从而获得满意的静态、动态特性。2.结合传统的J. M. PAROS结构公式和紧凑结构的简明公式设计了基于柔性铰链结构的正交二维嵌套微位移工作台,并利用有限元分析的方法进行仿真,推导出微位移工作台的精确模型,进一步修改实际设计的参数,从而保证了反馈控制执行机构具有良好的静态与动态微位移特性。3.对压电陶瓷微位移驱动器的伸缩机理引起的反馈控制执行机构的非线性滞回问题进行了理论分析,并根据Preisach模型对压电陶瓷驱动器驱动的微位移工作台的非线性滞回现象进行校正。在对设计的压电陶瓷驱动电源的纹波、稳定性、分辨率及频响进行了实验测试,其频响能达到1.4KHz,纹波低于6mV,分辨率可以达到14mV,驱动电源系统对输出位移的影响小于0.14nm。同时结合柔性铰链微位移工作台,对激光束漂移量反馈控制执行系统的特性进行了实验测试,实验结果表明:在开环控制状态下,系统精度优于20nm。