研究了压电陶瓷驱动器特有的迟滞和儒变特性,针对它的这些非线性特点,给出了一种有效消除这些非线性误差的闭环控制方案.采用高精度A/D和D/A转换芯片,设计了基于PC机并行增强口EPP协议的控制板.在自行设计高压驱动电路的基础上,研制出了用于纳米级定位的数字闭环控制器.测试结果表明,此控制器很好地克服压电陶瓷驱动器的非线性特性,系统定位精度优于10 nm.

采用在A1N缓冲层后原位沉积SiN掩膜层，然后横向外延生长GaN薄膜。通过该法在硅衬底上获得了1．7μm无裂纹的GaN薄膜，并在此基础上外延生长出了GaN基发光二极管（LED）外延片，其外延片的总厚度约为1．9μm。采用高分辨率双晶X-射线衍射（DCXRD）、原子力显微镜（AFM）测试分析。结果表明，GaN薄膜（0002）面的半峰全宽（FWHM）降低到403arcsee，其表面平整度得到了很大的改善；InGaN／GaN多量子阱的界面较平整，结晶质量良好。光致发光谱表明，GaN基LED峰值波长为469．2nm。

用传统造孔剂燃烧工艺（BURPS）法，以碳化淀粉造粒后为造孔剂，制备了不同孔率的锆钛酸铅（PZT）陶瓷，研究了孔隙率随造孔剂量变化规律，并对其介电性能和压电性能与孔隙率的关系进行了讨论。随着孔隙率的增加，材料介电常数降低和压电系数（d33）均减小，而材料的静水压压电系数、静水压电压常数（gh）、静水品质因数均增加。结合其微观结构初步讨论了产生影响的原因，并讨论了多孔PZT做水下超声应用的可行性。

采用1—3型复合结构，沿表面两个相互垂直的方向切割PMNT单晶陶瓷，在切槽间浇注环氧树脂，制备出新型的1—3型PMNT／环氧树脂压电复合材料。实验测试了复合材料的压电、介电、阻抗和超声回波特性，结果表明其厚度机电耦合系数达到0．75，声速2985m／s，声阻抗14．9MPa（sm^-3），脉冲回波中心频率0．95MHz，-6dB带宽88％，相对介电常数1423，介电损耗0．014。

悬臂梁式压电振动发电机是一种新型的供电装置，可广泛应用于无线传感器网络节点进行供电。首先建立以悬臂梁为结构方式的压电振动换能器的模型；然后从遗传算法和田口稳健设计的理论方法出发，以输出平均功率为优化目标的对换能器进行稳健优化设计；接着以钽电容和稳压二极管为核心设计了换能器的能量收集电路，最后用优化后的参数制成样机进行测试。测试结果证明，该发电机完全能满足功耗为50μW的传感器节点的使用要求，验证了该研究方案的可行性。

基于叠层式压电陶瓷在低频带范围内的变形幅值大，与驱动电压线性度好且基本不随驱动频率变化的特点，提出并研制了一种低频大行程直线型压电电机。与共振式压电电机相比，该电机在低频范围内输出速度与驱动频率的线性度好，可控性较好。对电机的工作机理进行了分析，同时利用有限元软件对电机的结构进行设计，并试制了原理样机。实验结果表明，电机可在100Hz～2kHz的频带工作，其速度在100Hz～1kHz的频带内基本和频率成正比，最大空载速度为60mm／min。

针对大型的碳纤维复合材料机翼盒段壁板结构，研究采用光纤布喇格光栅测量结构应变场分布，提出采用最小二乘支持向量机（LS—SVMs）建立应变场-损伤非线性黑箱模型辨识结构损伤法，对典型的飞机碳纤维复合材料盒段壁板结构进行健康监测研究。针对大尺寸带有加强桁条和螺钉通孔的复杂结构盒段壁板试件，建立了7个点的布喇格光栅应变测量网络测量试件有代表性区域的应变场。通过施加280个不同的点载荷模拟损伤，建立应变场与损伤的非线性映射关系黑箱模型；采用LS-SVMs的黑箱模型辨识法对应变场进行有效辨识，准确地判别出280种结构损伤的位置和程度。

为了提高数字式倾斜仪在全温度范围内的测量精度，根据倾斜仪中倾角敏感器件输出的温度特性提出了有效的零位温度曲线补偿算法和标度因数温度系数曲线补偿算法。试验结果表明，该算法能有效地改善零位和标度因数的温度特性，倾斜仪在全温度范围内测量精度可达到0．03°，并对数字式倾斜仪的检测原理和硬件实现作了详细阐述。

针对捷联惯导系统中光纤陀螺零偏在快速启动和不同温度条件下漂移较大的问题，从理论和大量试验上研究了其静态时、温漂特性，建立了影响导航系统姿态精度的温度漂移误差补偿的数学模型，并给出了模型参数。试验结果表明，该光纤陀螺零偏的温度输出特性具有较好的重复性，补偿后其在全温工作范围内的航向和姿态保持精度达到0．5（°）／300s，较补偿前提高了60％以上，并将准备时间由原来的3min缩短到10s内，满足某型弹载系统要求。

针对压电陀螺在工程上实际应用的需求，对其输出做了测试和建模，设计并实现了α-β滤波、卡尔曼滤波和小波滤波3种不同方法对该信号的噪声滤除，分别给出了滤波后陀螺输出信号图和标准差的对比。通过对试验数据的分析，肯定了3种方法在压电陀螺输出信号滤波处理中的有效性，并分析了各自的优缺点。