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针对质子交换膜燃料电池（PEMFC）膜电极的制备，提出一种用于拾放片状脆性材料的五自由度机械手，并重点研究其控制系统的设计与实现。为满足膜电极制造工艺中提出的精确力／位控制、精确对位和快速拾放的控制要求，提出基于运动模式切换和力／位双闭环控制策略，基于视觉对准的视觉纠姿系统和基于速度、加速度前馈的位置控制方法。这些控制策略和方法已成功运用于片状脆性材料拾放机械手的控制系统中，控制效果良好，亦可推广到集成电路（IC）制造装备等其他领域。