随着科学的进步和发展，精密定位技术在各领域的重要性逐步凸显。音圈电机是一种特殊的直线电机，其具有结构简单、体积小、响应快等优点，被广泛应用于精密定位伺服控制系统当中。为了实现对音圈电机精密定位伺服系统的控制，本文主要从音圈电机数学模型、运动控制板卡设计、控制策略及软件算法实现等方面展开研究。

首先结合音圈电机的电压平衡方程和力平衡方程建立了音圈电机的数学模型，并从本文音圈电机伺服控制系统实验要求出发确定了控制策略，详细介绍了用于速度调节减小振动的基于卷积原理的非对称S速度规划曲线。

设计生产了用于音圈电机伺服控制系统的运动控制板卡，采用DSP芯片作为核心处理器，负责控制算法的实现、数据交换以及驱动音圈电机。采用FPGA芯片作为协处理器，负责位置反馈信号的采集和处理并实现与主处理器的通信。

完成了运动控制板卡中DSP和FPGA中的程序设计，并在DSP中实现了用于位置环控制的OP-PSO-BP-PID控制器，在用粒子群算法优化BP神经网络PID的网络初始权值时，将惯性权重由常用的线性递减改为随机权重。然后通过仿真实验得出其相较于BP神经网络PID和PSO-BP-PID不仅有更小的超调量还有更短的调节时间。

最后结合运动控制板卡和控制策略，对音圈电机气浮微动台和音圈电机垂向微动台搭建相应伺服系统，分别进行了有无负载情况下的重复定位精度测试实验。在音圈电机气浮微动台的控制实验中，其在无负载时的双向重复定位精度为67.5nm，在带1kg负载时其双向重复定位精度为69.8nm，均满足重复定位精度小于100nm的设计目标。同样在音圈电机垂向微动台的控制实验中，其无负载和带5kg负载时的双向重复定位精度分别为80.2nm和85.6nm，也同样满足该平台重复定位精度小于100nm设计目标。