随着超精密智能器件和执行机构的广泛应用,以及高性能数字系统的快速发展,超精密机电系统已逐步应用到高分辨率成像,半导体光刻加工,IC封装及硬盘数据存储等诸多新兴行业。超精密机电伺服系统在建模、控制、试验等方面都有别于传统机电系统,对传感器件、执行机构、信号处理、高速数字集成等环节的技术要求更加苛刻,并日益成为机械电子和控制工程领域研究的重要问题。为满足系统在精度、稳定性、快速响应及鲁棒性方面的需求,超精密运动控制技术成为超精密运动实现的关键,其主要集中在定位和跟踪两个方面。精密定位的研究始于20世纪70年代初,到目前为止,精密定位方面的伺服算法和系统设计领域的研究已比较完善。而随着超精密机电系统在器件和系统设计方面的快速发展,运动控制的精度正在不断被推向一个新的极限。越来越广泛和高端的应用,以及各种不确定性因素的存在,使得人们对系统轨迹跟踪和随动特性也提出了苛刻的要求。具有开放式结构和快速成型功能的机电一体化精密平台对于控制算法的研究,及其实际应用都有重要的价值。本课题以高带宽的音圈电机Voice Coil Motor-VCM)驱动的X-Y精密伺服平台为基础,集成了基于xPCTarget和National Instrument (NI)数据采集的快速控制成型系统。重点以该精密伺服平台系统为研究对象,针对其跟踪运动模态,提出了基于内模原理的鲁棒跟踪控制算法研究,旨在实现X-Y精密伺服平台对周期参考信号的高精度跟踪,为大行程高精度伺服系统的机电一体化设计提供一条创新思路。本论文从系统建模、跟踪控制器设计及实验应用三个方面展开,具体研究工作如下：介绍一种由音圈电机驱动的X-Y精密伺服平台,以此为基础集成基于xPCTarget和National Instrument (NI)数据采集的快速控制成型系统。研究了该系统的动力学特性,并通过实时DFT算法,系统实现了频率域建模的理论及实验方法。以上述系统动力学模型为前提,在考虑系统鲁棒性等特点的基础上,提出了基于内模单元的鲁棒跟踪算法。新的内模结构的引入,使得我们不再单纯针对被控对象进行控制算法的研究,而是针对包含内模单元的增广系统进行跟踪控制器的设计。重要的是,我们将基于H∞理论和μ理论的不确定系统的鲁棒研究方法,应用到基于内模原理的跟踪控制算法当中,并最终通过实验验证了控制算法的正确性和有效性。另外,本课题具有明确的应用针对性,针对性研究工业中经常出现的周期性参考信号的跟踪问题。