为了提高微型三坐标测量机粗定位平台的定位精度，在不增加新硬件的基础上，构建了由激光干涉仪、工控机和步进电机组成的粗定位闭环控制系统。并给出了步进电机在开环和闭环状态下的定位检测数据。检测结果表明：该系统明显地提高了步进电机的定位精度，满足了系统对于粗定位平台的定位要求。

采用双声源法对有源多层板声学结构的声学性能进行了测量，以压电陶瓷片作用在被激励板上使之振动产生次级声源，验证了以往研究中的一系列理论。实验研究结果表明：多孔材料可以实现多层板有源声学结构在高频范围的吸声；以最小声压为目标函数，利用FxLMS算法获得最优次级声源强度进行有源控制，可以提高结构在共振频率上的隔声量；为保证隔声量测量误差不超过5dB，必须选择测量幅度误差小于土0．5dB的传声器，且传声器间距必须满足一定的数学条件；传声器精度一定时，传声器间距为测试频率1／4波长的整数倍，隔声量测量误差达到最小值。

论文提出并介绍了一种基于压电陶瓷的微进给工作台及其控制系统的软硬件实现方法。它是由压电陶瓷、柔性铰链机构和单片机控制系统所组成的系统。将该系统以一定的方式安装在已有磨削机构上，就可以实现对高精密零件的磨削加工，实验表明，它可以保证机床的最大定位误差小于0．04μm，最大归零误差小于0．04μm。该系统已经用在精密外圆磨床上完成对工件的超精密磨削加工。满足工件最大加工误差小于0．05μm。该系统不仅用在外圆磨床的精密进给上，还可以用在平面磨床和内圆磨床上实现对高精密零件的超精密加工。

能够高精度定位的直线位移驱动装置在精密光学机械工程以及其它领域都具有很大的实用价值。为此，我们设计制造了一种结构小巧灵活、能实现大行程和高精度定位的直线位移驱动装置。

微夹持器是完成微操作、微装配作业任务的重要工具,其体积、质量、张合量、微夹持力等是微夹持器设计过程中的重要指标.利用压电陶瓷作为微驱动元件设计了一种具有两级位移放大的微夹持器,并采用有限元软件对其进行张合量、微夹持力的分析.经实验测试,验证了所设计的微夹持器的合理性和实用性.

提出了一种将高位移分辨率的压电陶瓷致动器与大驱动力的电磁致动器进行有机结合,实行优势互补的新方法.基于新原理研制的实验样机获得了较好的技术性能指标,即驱动力300N,刚度95N/μm;分辨率1nm;最大位移4μm.研究工作为大驱动力高刚度纳米致动开辟了一条新的途径.

针对精密工作台高速、低精度的矛盾,以柔性铰链为导向元件、压电陶瓷为驱动器,研究、设计了一种一维高分辨率压电式微定位机构.由于精密工作台高速运动产生的运动惯量较大,欲实现亚微米级的定位精度是很困难的,因而在精密工作台运行到位后,由微定位机构对检测装置所检测出的定位误差进行补偿,以提高工作台的定位精度;由于压电陶瓷微位移器件输出位移过小,因此提出了一种单自由度对称式柔性铰链放大机构来提高微定位行程.给出了机构的动力学模型,并结合光栅尺检测装置,设计并研制了数字闭环定位控制系统,对微定位机构的定位特性进行了测试.实测结果表明,此微定位系统可实现高分辨率、长行程定位,定位分辨率达0.01 μm.

超精密快刀伺服加工技术适用于复杂面形光学零件的高效优质加工。文中通过分析快刀伺服加工的控制结构、压电陶瓷驱动性能,进行了超精密快刀伺服装置的设计与研制,建立了其传递函数模型。最后完成了典型复杂面形光学零件的加工试验,并对加工结果进行测试与分析,测试结果表明满足了设计的性能指标要求。

设计了一种基于桥式放大原理的出串联式二维微定位平台，通过理论分析与实验数据相对比，对平台的刚度、输出位移、精度以及其固有频率进行了分析与验证。首先，根据桥式放大原理设计了单向的运动机构，将两个单向机构通过串联方式连接实现二维的独立运动。然后，对单向运动机构建立理论模型，求其等效刚度和理论固有频率。最后，通过有限元仿真和实验分析，对二维平台的输出性能和模态进行验证。实验结果表明：在低频率工作状态下（100Hz以内）二维平台的输出位移与输入电压成良好的正比例关系且两方向的输出性能相似，测得最小分辨步进位移（即精度）为50nm。

针对传统的电液伺服阀分辨率较低、工作频带较窄及易受电磁干扰的特点,研制了一种由压电伸缩陶瓷驱动的新型驱动器,并对驱动机构的输出位移进行了测试.测试结果表明:该驱动器具有较大输出位移及较高的位移分辨率,可提高伺服阀的相关性能.