微位移工作台是实现高精度定位的关键部件，传统的工作台自由度少且分辨力不高，不能满足应用需求，因此提出一种六自由度高精度微位移工作台结构方案并验证了其性能。在整体结构上采用“串并联混合驱动”的方式和中空结构，将六个自由度的运动合理地分布在平动层，转动层和支撑层三层结构中，并设计开发了工作台的运动控制系统以及一套可搭配使用的运动控制软件。实验结果表明，X，Y，Z轴线位移分别优于20，20和37 μm，角位移行程分别优于39″，33″和27″；线位移分辨力均优于0.7 nm，角位移分辨力均优于0.1″。所提出的六自由度微位移工作台相比于传统工作台具有自由度多、极高分辨力等优点，有望在超精密加工，微电子制造等领域中获得广泛的应用。

针对新型多通道双晶单色器系统易受晶体片平行度误差影响导致性能失效的问题，提出一种迭代学习模型预测控制器（Iterative Learning Model Predictive Control，ILMPC）策略。该策略将主-从轴晶体片平行度误差转换为从轴电机的重复参考运动轨迹，采用ILC迭代消除周期性机械安装误差，再利用MPC对单个转动周期内从轴电机的随机性误差进行抑制。最终在单轴电机运动实验平台上对该策略进行轨迹跟踪验证。实验结果表明，在晶体片有效工作区间内从轴电机的位置跟踪误差达到1.44″，相比于PID控制、MPC、DOB+MPC以及ILC+PID组合控制器策略，分别降低了99.64%，98.52%，98.26%和73.33%。研究结果验证了所提出的ILMPC策略在补偿晶体片平行度误差和提高平行对准精度方面的有效性，该策略对于改善新型多通道双晶单色器性能具有较好的实际应用价值。

运动控制功能库是集成在可编程集成环境中的标准功能块集合，对于快速开发可重构PAC系统具有重要意义。为解决功能块的快速开发和控制系统的标准化开发问题，对功能块开发方法和关键技术进行研究，提出了一种基于PLCopen规范的运动控制功能库架构及其快速开发方法。对经典机电设备的伺服控制原理进行研究和分析，在国产编程开发工具上开发了一系列运动控制功能库。然后，基于“软件定义机器”思想，利用图形化的编程方式构建机电装备的运动控制系统，并在高精度旋转双棱镜等平台上进行验证。实验结果表明，所开发的功能块及系统能够完成目标运动，且自主可控系统的插补精度达到0.3 mm。因此，本文所提出的功能块的开发方法和功能库架构能够满足大部分机电设备的控制需要。