温升是引起微动台精度和环境变化的重要因素,从热特性分析着手进行微动台优化设计是提高微动台性能的一条重要途径。论文提出了一种新型纳米精度六自由度微动台结构,给出了微动台的发热热源、定子线圈等效导热系数和自然对流及强制水冷条件下表面散热系数,建立了微动台三维温度场的数学模型。根据热传导理论,完成了微动台定子线圈稳态温度场的理论计算,并采用数值方法计算了微动台在自然对流和强制水冷条件下的三维温度场分布。根据计算和分析结果,完成了微动台冷却系统的设计。结果表明,采用强制水冷后,微动台动子温升不超过1℃,满足微动台工程设计要求。

为研究并联型流量式气体泄漏检测中容器容积与泄漏量之间的内在关系,解决检测中的多参数耦合问题,从泄漏检测机理出发,通过分析检测过程中的准平衡状态,把压力变化率作为搭建基准容器与被测容器间的桥梁,建立了适用于并联型流量式泄漏检测的容积补偿模型,并提取层流管流量与泄漏量关系中的容积影响因子作为容积补偿系数。实验结果验证了模型的正确性,即采用容积补偿的方法,能初步建立起泄漏量与差压信号间的线性关系。

介绍了压电陶瓷微位移器的工作原理，在此基础上提出了一种用由立式接触式干涉仪改造的电脑接触式干涉仪测量微位移特性的方法。其完善的测试软件系统，实现了对压电陶瓷微位移量的自动化、智能化精密测量。并对自行设计的压电陶瓷微位移装置进行了测试，得出电压－位移的关系曲线和迟滞曲线，精度和重复性值达０．０１μｍ。

静压空气轴承拥有清洁、近零摩擦等优点，是一种优秀的运动导向承载部件，但是它在承栽方向上阻尼较小，对外界引起振动和空气轴承本身固有微振动的衰减较慢，影响了系统的稳定性和测量准确性．为了解决这个问题，本文以小孔节流空气轴承作为研究对象，在其结构中部增设了类似空气弹簧的上下腔室和节流孔，当空气轴承振动时，压力空气在上下腔室之间流动，通过节流孔处的节流效应将振动能量衰减掉．根据这一构想，首先对新结构通过空气弹簧理论进行了初步优化设计，接着对新结构空气轴承和普通空气轴承进行了冲击响应实验，证实了新结构能够很好地起到快速衰减振动的作用，同时对微振动有良好的抑制效果，然后通过模态分析软件MEscope得到了空气轴承的阻尼比系数，发现新结构空气轴承阻尼比系数较普通结构空气轴承阻尼比...

分析了两类柔性微动直线导轨的结构特点，提出一种以刚度比指标来综合衡量柔性微动直线导轨导向性能的方法。基于Castigliano（位移）第二定理推导了计算两类柔性微动直线导轨不同方向静刚度的解析表达式。对两类柔性微动直线导轨的设计实例进行分析，结果表明其中一种具有叠形支链的柔性微动直线导轨具有更好的导向性能。该文方法和结论可为柔性微动直线导轨的选型与设计提供参考。

为评价超精密工作台自标定过程中由随机测量误差引起的标定不确定度，提出了基于Monte Carlo模拟的自标定不确定度定量评价方法。该方法以自标定算法的最大不确定度放大倍数为评价指标，通过根据算法输入参数联合概率密度函数的大量随机抽样，以及对算法输出样本的统计来完成。仿真表明：该方法具有较好的通用性及可靠性，可在自标定方案设计阶段，有效地评价所使用算法的合理性，这对于超精密工作台自标定算法的设计及选择具有指导意义。

为了提高光刻机工件台中微动台的运动精度和加速度,设计了一种将支承和驱动在同一电磁单元中实现的新型Lorentz电机驱动、磁悬浮支承、并联、6自由度微动台结构,应用解析方法建立了微动台磁场模型和特定结构约束下的磁场分布。对微动台电磁力-位移特性进行了分析。采用数值方法计算了微动台电磁单元绕组损耗引起的温升。结果表明：该微动台具有驱动力大、结构简单、散热方便等优点,可为我国自主产权光刻机微动台设计提供参考。

为了研究多种作用因素在高加速、大行程条件下对超精密微动台静态精度的影响,利用刚体运动学,通过综合工件台中的线性位置误差与角位置误差,建立了超精密气浮工件台的静态误差解析模型。利用该模型,结合有限元等方法定量分析了超精密气浮工件台中加速度、制造误差、结构柔性及气浮轴承刚度等普遍存在的误差因素同时作用时对系统最终精度的影响。通过分析,证明在高加速、大行程条件下,气浮轴承的角刚度不足是造成静态误差的主要因素。

通过分析超精密工件台系统的研究现状和存在问题及电流变液ERF的机理和应用现状,提出"基于ERF半主动阻尼的直线电机驱动-气浮/磁浮导轨"纳米级超精密工件台系统.介绍了国内外相关研究,分析了此工件台系统具有的特性及尚待解决的问题.

在超精密加工／检测、IC制造及光学领域中，隔振器已经成为了许多设备的必要子系统，它能够对自地面或负载的振动进行隔／减振，有助于保证设备实现最终的设计精度。在众多的隔振器中，空气弹簧以其性价比高得到了广泛地应用，其固有频率基本不依赖于负载。在C．Erin的研究基础上，将节流孔数目参数引入，通过推导得到了空气弹簧的改进理论模型，并在此基础上分析了腔室、节流孔及或活塞等结构参数对空气弹簧动力学性能的影响，有助于进行结构的优化设计，同时得出在节流孔板高度即节流孔长度限制的条件下，减小节流孔直径并增加节流孔数量会提供较好的阻尼效果。最后通过试验验证了理论分析的结果，为以后的深入被动及主动隔振器的研究打下了基础。