介绍了超精密隔振平台的结构和振动控制原理,设计了稀土超磁致伸缩致动器作为驱动装置,并阐明致动器的结构和工作原理;分析了致动器工作磁场的组成及线圈轴向磁场的分布情况;研究了致动器振动控制的频率特性.实验表明所设计的稀土超磁致伸缩致动器具有良好的振动控制效果.

超磁致伸缩致动器的输出性能主要取决于致动器内部磁场分布特性，进行致动器的磁场数值分析，对预估致动器工作性能参数具有重要的意义．文中利用有限元法进行了致动器的磁场分析，并根据磁场分析结果预估了超磁致伸缩致动器静态位移特性．实际测试了致动器的静态特性．实验结果表明所建立的有限元模型及分析方法是合理的．

为了消除数控机床工作过程中爬行现象对工件加工精度的影响,研究了一种基于超磁致伸缩致动器的控制系统。首先进行了爬行控制系统的整体设计,使用Matlab/Simulink建立超磁致伸缩致动器（GMA）激励系统动态力学模型。然后建立数控机床爬行的简单物理模型,并使用Adams进行建模与GMA力学模型相结合,构成Matlab与Adams的联合仿真系统。根据模糊控制原理,设计了一种模糊PI控制器对系统进行控制,通过Simulink对控制系统进行仿真分析。结果证明该系统能很好的抑制数控机床低速工作中的爬行现象,并且模糊PI控制效果要明显优于常规PI控制。

在液压阀工作空间环境限制的条件下,设计了一种体积精小、结构紧凑的阀用超磁致伸缩致动器。针对该种致动器内部偏置磁场强度均匀性较差的问题,利用有限元仿真方法对其偏置磁场分布结构进行了分析及设计,通过引入磁场不均匀度及平均磁场强度两性能指标对偏置磁场分布结构进行区别,同时结合实际情况,确定了最佳偏磁分布结构为超磁致伸缩棒段数n=3时;制作了阀用超磁致伸缩致动器试验样机,并对样机磁场强度进行了测试。实验结果表明,超磁致伸缩棒表面的磁场分布与仿真结果具有相同的变化趋势,其磁场不均匀度约为22.7%,说明所设计偏置磁场结构是合理的,该研究对于液压阀件的设计具有一定意义。

在所设计超磁致伸缩致动器输出性能基本不变的条件下，为增大其输出位移以满足大流量电液伺服阀的驱动需求，设计了一种双排串联式弓张结构；基于材料力学知识建立了双排串联式弓张结构输出位移模型，并分析了其结构尺寸参数对其放大比的影响；采用有限元仿真的方法分析了双排串联式弓张结构输入力与输出位移之间的关系；制作了双排串联式弓张结构样机，搭建试验系统对其放大性能进行了测试。试验结果表明：双排串联式弓张结构的放大倍数在16.5～16.9之间波动，与理论计算值基本吻合，所设计双排串联式弓张结构能够满足大流量电液伺服阀的驱动要求。