利用压电材料具有正逆压电效应的特性，设计制作了压电式自感知微驱动器，同时实现了在一个器件中传感与驱动两种功能。通过Matlab软件仿真和实验，对该方法的正确性和可行性进行了验证，结果显示该方法可行，效果良好。

压电驱动微位移工作台的动态特性分析对其设计及实际应用都有很大的指导作用。本文在线性化的前提下，通过对这种微位移工作台各个组成部分的相应简化，分析了在频咯低于共振频率时微位移工作台的动态特性，得出了其传递函数。另外，本文还对影响工作台设计的两个重要边界条件－初始预紧力和工作台所能达到的最大频响进行了比较详细的推导，给出了其所应满足的量化指标。

根据仿生学原理,采用分立式布局,研制出大行程高分辨率旋转微驱动器.该微驱动器采用电磁铁箝位、压电陶瓷驱动的爬行式步进机构形式,实现了光学镜面的二维微调整操作.实验表明,该微驱动器具有分辨率高、行程大、步距可变等特点,也适用于其它微操作中大行程高分辨率的旋转驱动.

为了研究大步距高精度精密位移机构，利用超磁致伸缩材料和压电陶瓷材料在驱动原理和使用方法上的相似性，提出一种超磁致伸缩材料与压电叠堆组成的混合驱动精密位移机构，介绍了机构运动原理及控制方式，制作了试验样机．测试表明，所研制的混合精密位移机构能实现双向可控运动，单步前进最大位移可达20μm，调节驱动电压可控制单步位移量，能满足大步距、高精度的驱动要求．

采用高碳铬轴承钢GCr15作为压电微角度驱动器的加工材料，满足了系统高硬度、耐磨性、抗腐蚀性等要求。运用柔性铰链结构为压电陶瓷提供预紧并扩大输出角位移。通过TMS320LF2407型数字信号处理器（I）SP）实现对运动系统的控制，提高了系统数据处理能力和运行速度。对运动系统采用数字比例一积分一微分（PID）闭环控制，提高了驱动器的位移分辨率和重复定位精度。在检测系统中，通过集成在驱动器上的圆光栅，将驱动器的实际输出结果一方面液晶显示，另一方面反馈到DSP内以进行闭环控制。驱动器单周期角位移精度可达3％。

为测量λ/4波长以下位移,研制了激光干涉条纹锁定系统。将干涉仪的工作点稳定在暗点,使其具有线性好和灵敏度高等优点。该系统由激光器及稳频装置、干涉系统、检测及控制电路、位移反馈执行机构（压电陶瓷）,以及数据采集系统组成。实验结果表明,所研制的干涉条纹锁定系统在0～0.5 Hz的频带内,其干涉仪的分辨度达到λ/1 500水平;而在0～50 Hz的频带内,其干涉仪的分辨度达到λ/400水平。频谱分析表明,在0.1 Hz和5 Hz时的分辨度分别为7×10-11 m/Hz~（1/2）和1×10-11 m/Hz~（1/2）。

为研究微结构在高g（重力加速度）值加速度环境中的动态特性，研究了高g值加速度环境下微结构动态测试技术，构建了高g值环境下微结构动态测试装置，利用高速转台产生的离心加速度实现高g值加速度环境，采用基于压电陶瓷的底座冲击激励装置实现在高g值加速度环境中对微结构的激励，应用内置自测试技术解决了高g值环境下微结构动态响应信号采集问题，测试了在0～10000g加速度环境下微结构的动态特性，获得其谐振频率与阻尼比等参数。测试结果表明，当微结构发生大变形时，其谐振频率会随着外部加速度增大而得到提高。

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.

三维压电陶瓷扫描器是扫描探针显微镜的关键部件。本文作者制作了一种复合型三维压电陶瓷扫描器，并对扫描器的性能进行了检测。当激励电压为±４００Ｖ时其扫描范围达到１３μｍ×１３μｍ。其中ｘ，ｙ方向的非线性度小于０．３６％，ｚ方向的非线性度小于０．１４％。这种扫描器被用于扫描近场光学显微镜探测系统中。

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.