从压电材料的驱动原理出发,将压电驱动器对梁的作用,在压电片两端点处的梁截面中点,等效为一对平衡力和一对平衡力偶,然后采用频响应函数进行驱动器位置优化,并采用模态空间控制方法对智能悬臂梁的振动进行了主动控制,并用实验验证了该智能悬臂梁振动控制理论的有效性.

设计了基于压电型微驱动器的宏微双驱动精密定位系统,宏动台由伺服电动机直接驱动,微动台由压电陶瓷驱动器和弹性铰链构成,并由压电陶瓷驱动器驱动。微动台安装在宏动台上,微动台和宏动台是串联关系。宏动台用于实现大行程微米级定位,而纳米级定位由微动台实现。利用基于运动控制卡的开放伺服功能来协调宏微工作台之间的控制,而位置反馈由两个高精度光栅完成,精度检测由激光干涉仪完成。当宏动台运动结束后,微动台根据测得的定位误差做出补偿进给。实验表明,在行程100 mm的范围内每隔1 mm采集一点,误差控制在±100 nm以内。

由于压电驱动器具有迟滞、蠕变等非线性特征,在精密定位中存在较大的位移跟踪误差。本文对此提出了一种逆补偿和迭代学习控制算法相结合的控制方法。利用逆补偿器作为前馈,使压电陶瓷驱动器的位移跟踪误差得到一定的补偿,再利用迭代学习控制方法进行反馈,进一步减小压电驱动器的位移跟踪误差。仿真实验结果表明,该方法具有良好的控制效果,能够将驱动器的输出位移误差由37.26%减小到0.51%以内。

针对提高指向机构定位精度的要求，充分利用压电陶瓷驱动器和柔性铰链的优点，设计一套基于压电陶瓷驱动的新型高精度的两自由度微调平台，并实现了微调平台的机构、驱动、检测的一体化。采用余弦矩阵法，对微调平台的机械结构进行运动学分析，并利用Ansys软件建立有限元模型进行静力分析，求出各关键零、部件的微位移和应力分布，验证了设计方案能够满足工作空间和强度准则的要求。

介绍了压电驱动器的工作原理、特点及其位移性能.分别描述了压电驱动器在超精密测量、超精密定位、超精密加工及微型机械等方面的应用,并给出了具体的应用实例.

为了深入研究尺蠖型压电驱动器的性能，分析了尺蠖型压电直线驱动器的工作原理，研究了直线动子对驱动器性能的影响．通过实验方法分析了钳位机构调整前后对钳住稳定性的影响．采用驱动器输出单步位移的步距失稳系数和驱动电压与输出位移拟合曲线斜率和截距偏差率的方法评价尺蠖型压电直线驱动器的运动稳定性．经实验测试发现驱动器的步距失稳系数与驱动电压关系密切，当驱动电压较高时，驱动器具有较好的步距稳定性．驱动器的驱动电压与输出位移拟合曲线斜率和截距偏差率分别为1．8％和9．07％，说明所开发的驱动器具有很好的运动稳定性．

介绍了高速压电倾斜镜的结构和工作原理,根据拉格朗日方程建立了高速压电倾斜镜转动的运动微分方程,推导了其固有频率的解析式,并以有限元模型与实测结果作了比较,证明所推导的理论模型是可信的,它对高速压电倾斜镜的结构设计具有指导意义.

采用有限单元法建立了飞机舵机系统的刚柔耦合动力学模型,对舵机的负载输出特性进行了分析,同时利用Fluent软件对某翼型在低速下的气动参数进行仿真计算,并将计算结果导入舵机模型中,对舵机在特定马赫数下由舵偏角变化导致的负载力矩改变时的输出特性进行分析。结果表明,气动载荷的作用会减小舵机的静态输出能力,但轴向力的增加可以显著提高舵机系统的机电耦合效率,从而弥补当舵面发生较大转角时铰链力矩对舵机输出特性产生的负面影响,也进一步验证了该舵机系统完全可以满足小型飞机的应用需求。

首先对水压伺服阀的智能驱动器压电驱动器作了介绍,建立压电驱动器的数学模型,并在Simulink中建立仿真模型,分析其动态响应性能;然后设计一种压电式水压伺服阀,在AMESim中建立其模型,并进行了仿真分析。

由于压电型电液伺服阀的阀芯是采用两个对顶压电驱动器驱动，且压电驱动器固有的迟滞非线性，使两压电驱动器的输出具有很强的耦合作用，不能同步；从而使阀芯的运动速度、精度和平稳性降低。采用单纯的PID控制，可以在一定程度上实现解耦控制，但其控制精度比较低，同步性很差。所以，又提出了基于神经网络的参数自整定PID智能控制器，来进行解耦同步控制。实验结果表明BPNN整定的PID和RBFNN整定的PID智能控制器都可以很好地实现解耦同步控制，但后者的实时性要比前者好些，所以后者更适合该压电型电液伺服阀阀芯的控制。