通过对压电双晶片执行器的受力分析,推导出弹性梁双面对称粘贴和单面粘贴压电片驱动位移模型的计算公式.通过计算机数值模拟,分析了弹性梁厚度及材料特性对驱动位移的影响.实验研究证明了所建模型的正确性,为双晶片结构中压电片和弹性梁的选择提供了理论依据.

用水热合成法在金属基板上制备了压电双晶片,该法简单,成本低。为了更好地研究双晶片的特性,利用扫描电镜（SEM）和X-射线衍射（XRD）技术,对PZT薄膜的特性进行了较为详细的研究。发现PZT薄膜由平均尺寸约为5μm的PZT晶粒组成,其物相组成成分PbTiO3和PbZrO3的比值约为53/47,处在准同型相界附近。根据试验中测得数据,计算出了薄膜的平均密度;并建立了双晶片位移驱动模型,由该模型得到压电系数d31,并研究了双晶片的铁电性。

介绍了一种基于PZT薄膜的无阀压电微泵。该微泵利用聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为泵膜，自制的压电圆型薄膜片作为驱动部件，采用收缩管／扩张管结构，压电圆型致动片和PDMS泵膜的组合可产生较大的泵腔体积改变。在对微泵制备工艺研究的基础上，对其性能进行了实验研究，结果表明：电压和频率对流速均有显著影响。在7．5V、180Hz的正弦电压驱动下，该压电微泵的最大输出流速为2．05μL／min。该文制作的微泵具有流量稳定，驱动电压较低，性能稳定可靠和易控制等优点，可满足微流体系统的使用要求。

拟用压电陶瓷执行器自感知位移，省去外部传感器．从基本压电方程出发，推导出压电陶瓷执行器晶片上自由电荷中包含的执行器位移信息，进而提出了一种基于积分器电路的压电陶瓷执行器位移自感知方法．对压电陶瓷叠堆执行器设计了电压驱动电路，同时设计了获取自由电荷的积分器电路．基于此复合电路，执行器在执行的同时，可以感知其自身的位移．该方法使得自感知电路的调节和感知信号的获取变得容易，克服了电桥法自感知电路阻抗不易匹配的不足．实验结果表明，在不同的驱动电压波形、不同的驱动电压频率下，基于积分器的压电陶瓷自感知执行器均能够很好地获取执行器的位移信号．

压电陶瓷执行器在较高电场的作用下将产生严重的非线性、迟滞和蠕变,从而大大降低了它的定位精度.从控制方式、驱动方式和控制算法上,分析、总结了国内外关于纳米定位中压电陶瓷执行器的各种控制方法,进而提出压电陶瓷执行器在静态或对频响要求不高的场合下,应采用电压驱动、电容传感器反馈并同优良控制算法相结合的控制方法;而在对频响要求较高的场合下,应采用电荷驱动、电容传感器反馈并同优良控制算法相结合的控制方法.