针对内外表面作用均布压力和电势的功能梯度径向极化无限长压电空心圆柱旋转问题,给出了其精确解.分析了旋转功能梯度压电空心圆柱内径向应力、环向应力及电势的分布情况,还研究了材料的非均匀特性、空心圆柱的内外径比率以及外加电势对机械场和电场的影响.通过设计合适的功能梯度形式、选择合适的内外径比率以及在内外表面施加恰当的外加电势能够达到改善旋转功能梯度压电空心圆柱的力学行为.得到的解可应用于沿径向按幂函数规律变化的旋转压电功能梯度空心圆柱构件的精确分析和优化设计中.

介绍了声表面波器件的原理及其特点,分析了声表面波器件的应用领域,并预测了其发展前景。

微机电系统（MEMS）将是2l世纪最重要的研究领域之一，而微能源器件是MEMS其中一个重要分支，其发展直接关系到MEMS在某些领域中的应用。现针对压电式能源获取装置在国际上的研究进展进行系统的阐述和介绍，以压电效应的本质特征为基础，详细描述了它的结构、原理和应用领域。

提出一种新型的压电直线精密步进驱动器.该驱动器采用仿生运动的原理,以定子主动箝位的方式和双侧薄壁铰链微变形结构,解决了以往压电精密驱动器箝位不牢固、步进频率较低、行程小、分辨率低、速度低、驱动力不稳定等问题.研制的精密直线驱动器能够实现高频率100 Hz,高速度30 mm/min,大行程>10 mm,高分辨率0.05 μm,大驱动力100 N等特点,大幅度提高了压电型步进驱动器的驱动性能.

微泵是微全分析系统中的重要单元．为解决微泵加工工艺复杂、自吸困难和可靠性低等问题，研制了两种应用于微流控系统中的压电驱动微泵．一种是将聚二甲基硅氧烷（PDMS）泵膜、单主动阀片和弹性缓冲单元集于一体的微泵，另一种是主动阀片与被动阀相结合的微泵，这两种微泵都适用于气体和液体工作物质，实现自吸，具有结构简单、易于加工及操作方便的特点．讨论了微泵的工作原理、工艺流程、工作性能及结构参数对微泵工作性能的影响，解决了加工工艺复杂、自吸困难和可靠性低等问题．在电压100V（35 Hz条件下）和零背压的工作条件下，单主动阀微泵的最大液体泵速为5000μL／min，最大背压为5 kPa；主动阀与被动阀相结合微泵的最大液体泵速5410μL／min，最大背压15kPa．后者背压与流速明显比前者的性能要好很多，尤其是背压方面．

简述了原子力显微镜探测物体表面形貌的基本原理,具体地介绍了原子力显微镜的四大核心构件的属性与功能激光器、微悬臂、压电扫描器、光电检测器管;详细地阐述了该仪器探测运行的三种模式接触模式、非接触模式、轻敲模式,并重点讲述了轻敲模式的独到之处;强调了原子力显微镜所能进行的参数分析和数据处理功能,同时将原子力显微镜同其它表面探测仪进行了比较,突出了AFM的优越性;并结合仪器的构造和工作原理,对仪器的改进和发展提出了一些建设性意见.

传统的气动脉宽调制（PWM）比例阀因采用电磁铁为电一机械转换器而存在响应时间慢，稳态精度差等缺点，因而提出了一种基于压电陶瓷为电一机械转换器的新型压电直动式气动PWM比例阀的总体结构方案。研制了其实物样机，并进行了其动态特性试验研究，分析了PWM载波频率和载波幅值、比例P系数对阀动态性能的影响。与同级别气动比例阀的试验对比表明，该阀具有响应速度快和稳态精度高的特点，具有良好的工业应用前景。

针对采用电磁铁为电-机械转换器的传统电-气脉宽调制（PWM）比例阀存在响应速度慢、稳态精度差等缺点，提出了一种以压电叠堆结合弹性铰链位移放大机构为电-机械转换器的新型压电式PWM比例压力阀的总体结构方案，并建立其数学模型；研制了试验样机并进行了相关的试验研究，分析了PWM载波频率、比例控制系数和流量负载对阀性能的影响；采用比例P控制＋压力反馈＋PWM的复合控制方法有效提高了阀压力稳态精度。试验表明，该阀具有响应速度快和稳态精度高等特点，具有良好的工业应用前景。

为解决定位机构大行程和高精度之间的矛盾针对精密加工和精密测量等领域的大行程运动系统的高精度定位问题有效结合了电液伺服驱动与压电精密驱动的优点提出了一种基于电液-压电混合伺服驱动的宏微定位机构建立其数学模型以及AMESim和MATLAB的联合仿真模型并进行了动态仿真研究.仿真表明所提出的电液-压电混合伺服驱动定位机构能实现高精密定位这为后续的实际应用奠定了理论基础.

分析了一种压电型先导阀的结构及工作原理，建立了先导阀的数学模型。在此基础上，利用AMESim仿真软件对先导阀进行了PWM控制仿真研究，分析其静、动态特性；并运用压力反馈、PID控制等复合控制方法，仿真表明该方法能有效提高阀的性能，大大降低稳态误差。