一种大行程平面三自由度精密微动装置及其控制方法,包括控制器,压电驱动器电源,工作平台,依次设在工作平台下方的光学透镜和二维光电位置灵敏探测器;工作平台的外框内设有平动平台,平动平台内设有可转动的载物台,控制器通过光学透镜和二维光电位置灵敏探测器检测载物台的位移,并与预设的位移量进行对比,得出需要的控制电压,然后通过压电驱动器电源驱动相应的平动驱动器或转动驱动器工作,形成反馈控制,使载物台实现前后左右平动和绕中心转动三个自由度。柔性铰链均呈对称布置,有利于消除运动方向上的耦合,且工作行程大、定位精度高、运动无间隙;整个系统结构紧凑,可实现微米级到亚微米级的运动控制,易于实现小型化。