在表面形貌測量、精密加工、微機電控制系統、生物醫學工程以及芯片光刻與封裝技術中，高精度的XY二維位移運動工作臺具有重要的意義。為此，論文以高精度的XY二維位移運動工作臺為研究對象，結合光柵檢測技術、伺服驅動控制、FPGA(Field Programmable Gate Array)以及SOPC(System on Programmble chip)技術等，研究了如何實現高精度的坐標驅動以及位置坐標的精密測量等關鍵技術。其主要研究內容和所取得的研究成果如下： 首先，分析比較了目前常用的幾種與工作臺相關的驅動與計量技術，在此基礎上結合本課題的研究特點，以衍射光柵作為位移檢測標準具、采用高精度交流伺服電機與壓電陶瓷進行宏微兩級驅動，設計了一個自帶計量標準具的二維精密定位系統。 其次，運用交流調制技術對衍射光柵信號進行處理，使測量系統具有更高的抗環境噪聲和抗直流漂移的能力，從而適應更為惡劣的工作環境，也為軟件細分創造了有利的條件。 第三，提出了兩種新型的絕對值檢波方法，并在理論分析和推導計算的基礎上擇優選擇了一種運用于本課題的實驗中，簡化了電路結構、降低了功耗、增強了系統穩定性；應用一種新型的田字型光電管光柵干涉條紋接收方法，分析表明該方法能抑制直流漂移，獲取高信噪比的光電差分信號。 第四，設計了基于FPGA的光柵測量和伺服電機驅動控制的專用IP核，克服了以往由普通邏輯電路及分立元件所帶來的體積龐大、可靠性差、不利調試、實時性差等缺點。完成了二維精密工作臺坐標驅動以及位置坐標精密測量的SOPC系統，突破了以往相關領域對FPGA器件應用的局限，將Nios II嵌入式軟核作為SOPC系統的核心，通過專用的IP核來完成光柵計量、電機驅動器控制的任務，將上位機的CPU從單調、繁瑣的任務中解放出來，提高了系統的效率和靈活性，特別適合于多維位移運動系統中。 最后，通過實驗分析和數據處理，驗證了本工作臺具有較高的可重復性、定位精度優于2μm，表明所開發的基于交流調制技術和FPGA的二維高精度運功工作臺測控系統達到了預期的要求。

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