针对抛光过程中存在的加工效率低、表面质量差等问题，基于柔性机构理论开发了一种高解耦性能的振动辅助抛光装置，并设计复合控制系统提高其跟踪精度。基于柔度矩阵法，建立了振动辅助抛光装置的理论模型，通过有限元分析法，对振动辅助抛光装置的性能进行分析。性能测试实验结果表明，振动辅助抛光装置的固有频率为1 593 Hz，x方向和y方向的耦合误差率为2.5%和2.8%。建立系统的迟滞模型，并通过最小二乘法对测试数据进行拟合，误差为2.98%。控制系统测试实验表明，与比例-积分-微分（proportion-integral-derivative，简称PID）控制相比，复合控制下振动辅助抛光装置的轨迹跟踪误差降低0.43 μm和0.38 μm，验证了复合控制的有效性。抛光实验结果表明，复合控制条件下对无压烧结碳化硅陶瓷抛光后的表面粗糙度比抛光前降低了11 nm。