提出了对压电泵巾的动力元件压电振子进行特殊绝缘处理的方法，使压电振子在两个方向弯曲变形时都有输出工作能力，形成双面作用的绝缘压电振子。阐述了由一个绝缘压电振子形成两个工作腔体的双作用压电泵结构。根据小挠度弹性弯曲理论导出了绝缘网形复合压电振予的弹性曲面微分方程，阐述了绝缘处理方案和过程，并对其绝缘特性进行了分析。对绝缘压电振子进行了实验测试，实验结果表明：双作用绝缘压电振了不仅具有绝缘特性，而且具有良好的韧性和强度，其击穿电压比未经绝缘处理的压电振子的击穿电压提高了20～30V。

微机电系统（MEMS）将是2l世纪最重要的研究领域之一，而微能源器件是MEMS其中一个重要分支，其发展直接关系到MEMS在某些领域中的应用。现针对压电式能源获取装置在国际上的研究进展进行系统的阐述和介绍，以压电效应的本质特征为基础，详细描述了它的结构、原理和应用领域。

根据压电微位移精密驱动器的结构特点,将其分为直动型、位移放大型、位移累积型三大类。分析了基于杠杆原理和压曲原理的位移放大式驱动器;研究了蠕动式、惯性式、滚动式位移累积型驱动器,并给出了各类型新颖的代表机构。最后归纳了压电微位移精密驱动器结构设计的一般原则和设计经验。文中对压电精密微位移驱动器的设计工作具有借鉴和指导意义。

在对驱动器机械结构进行设计分析的基础上，建立了以压电叠堆为驱动元件的精密旋转驱动的数学模型，并对所设计的驱动器样机从旋转运动分辨率、运动稳定性、旋转速度及承载等方面进行了实验测试。测试结果表明，所开发的驱动器样机旋转速度可达2990．6μrad／s、输出扭矩0．147N·m、最小旋转步距（旋转分辨率）小于0．32μrad，运动行程为连续360°，驱动器性能稳定可靠。

提出一种新型的压电精密步进旋转驱动器。该驱动器采用仿生运动的原理，以定子内箝位的方式和均布薄壁柔性铰链微变形结构，解决了以往压电精密驱动器箝位不牢固、旋转步进频率较低、行程小、分辨率低、速度低、输出不稳定等问题。研制的精密旋转驱动器能够实现高频率（30Hz）、高速度（380μrad／s）、大行程（〉270°）、高分辨率（1μrad／step）、且输出稳定，大幅度提高了压电步进旋转驱动器的驱动性能。该驱动器在精密运动、微操作、光学工程、精密定位等精密工程中有广阔的应用前景。

研制了一种以自由端带有集中质量的悬臂式压电双晶片为驱动单元、具有移动和旋转二自由度的惯性冲击式精密驱动器。对压电双晶片的动态特性进行了有限元法分析和实验测试，提出了定频调压的控制方法，并对该精密驱动器进行了移动和旋转性能测试。测试结果表明：该驱动器具有结构简单、行程大、驱动力强、分辨率高等特点，而且其成本低于传统惯性冲击式驱动器的百分之一。

构建了一种具有较高性价比的压电晶片型喷嘴挡板式二级电液伺服阀,以压电晶片弯曲元件取代传统的力矩马达作为前置级驱动器,降低系统成本并拓宽其应用领域.针对其控制问题提出一种双向分段变速积分PID控制方法,有效地满足了实际系统对阀芯位置控制的各项要求.实验结果证明了该控制方法的有效性.

提出一种新型压电型直动式二级电液伺服阀并对其进行了控制系统设计.电液伺服阀是电液伺服系统中的核心部件,具有广泛的应用前景.但现有的电液伺服阀还存在一些不足之处,为了进一步拓宽其应用范围,本文提出一种具有较高性价比的压电型直动式二级电液伺服阀,并针对其控制问题提出了一种双向分段变速积分PID控制方法,有效地满足了实际系统对阀芯位置控制的各项要求.实验结果表明了所提控制方法的有效性.

提出一种新型压电驱动单级电液伺服阀,其特点是可以提供比传统电磁式电液伺服阀更高的频宽与分辨率,而且结构紧凑、抗污染能力强.该阀采用大行程的压电叠堆(积层式压电驱动器)作为驱动元件直接驱动滑阀,通过基于弹性变形原理的弹性板机构,结合电阻应变式微位移传感器,实现机构及检测一体化.应用有限元法对弹性板机构进行分析优化,试制了直动式压电伺服阀样机并对样机进行了试验研究,得出该阀的频宽约为1 kHz.新型伺服阀可以应用于振动试验台、疲劳试验台及需要快速反应的流体控制系统中,提高系统的响应特性.

提出一种新型精密药物输送泵，采用多压电振子的方式以提高泵的最大输出流量；采用整体开启阀，提高泵的单向截止性；将柔性药囊储药器集成于泵的入口通道，并置于带有两个环形电极的壳体中，实现了结构的轻小化。在制作样机的基础上对压电型精密药物输送泵的输出特性进行了实验测试，得出该输送泵在±36V矩形波信号下的零压力输出流量可达0．34mL／min，零流量输出压力可达16．5kPa，分辨率优于0．25μL。