为研究压电元件(PE)和非线性能量阱(NES)组成的系统对航空飞行器液压管道结构受迫振动,压电振动能量采集问题,提出运用有效的数值理论方法计算系统结构的非线性动力学方程,对系统动力学方程运用Hamilton原理和伽辽金(Galerkin)离散法进行数值解析,最终得到液压管-NES-PE系统结构的振动抑制控制图及其振动能量采集图。通过对比分析得出在添加压电设备的条件下非线性能量阱对管道系统结构的振动仍然具有明显的抑制效果,系统采集的能量随液压管内部液体流速变慢及其质量率的增加而增大。依据数值解析得出当系统质量率β的值足够大,压电系统存储能量达到最大,从而提高液压管输送流体所产生的机械能对NES-压电器件电能的转换效率,能够将机械能转化为电能从而应用于微型电子等设备中。

针对航天微型扭杆性能测试装置用到的微小扭矩加载系统中的压电驱动微位移放大机构,建立了精确的有限元模型,对微位移放大机构在不同驱动力下的位移输出,利用有限元分析软件Nastran 2001进行了仿真分析,实验结果验证了仿真分析的准确性.结果表明:利用杠杆原理计算微位移放大机构的放大比会带来较大的误差,本机构中达到了50.6%,而有限元分析是行之有效的方法.

利用压电材料作为传感器和作动器，建立了柔性四连杆机构振动主动控制实验系统。通过理论分析和实验研究建立了控制系统的模型；根据控制系统的特点，采用了内模控制策略，并在具体实施中，增加了参数辨识环节，使得控制器对于机械变化具有鲁棒性。将控制方案实施到柔性四连杆机构振动主动控制实验之中，取得了的控制效果。

对配置压电元件作为传感器，驱动器，基于自适应滤波技术的柔结构主要振动控制进行了实验研究，介绍了压电传感器，驱劝器原理及其检测，驱动电路，阐述了自适应的基本原理，导出了控制算法，并介绍了控制系统构成，实验结果验证了本文所述方法的有效性。

压电元件在驱动微操作系统时，其输出位移要小于空载状态下的输出位移，针对众多引起压电元件输出位移减小的原因，重点分析了压电陶瓷输出位移与负载刚度之间的关系，并进行了压电陶瓷驱动弹性负载的实验。实验结果表明，压电元件的输出位移随着负载刚度的增加而减少。此结果为设计微操作系统时选用压电元件提供了理论依据。

简单介绍压电元件和柔性铰链的概念与特点。列举压电元件与柔性铰链机构结构实现超精密定位的典型例子，包括超精密测量、超精密加工、光学自动聚焦和大行程超精密定位。为使超精密定位工作台的结构紧凑，提出单驱动多自由度运动机构。应用蠕动式的运动原理可合成机构上的多自由度运动，并实现大行程运动。设计了对称结构的柔性铰链机构实现导向功能。制造和装配了微小型平面工作台。

工程应用中常需用超高速电液伺服阀。目前的高速电液伺服阀频宽一般为400Hz左右,远远不能满足需要。如何进一步提高电液伺服阀的频宽是液压技术发展中的一个难题。介绍了日本东京工业大学研制的用压电元件驱动的超高速电液伺服阀,该电液伺服阀频宽高达5kHz,使电液伺服技术的频宽跃上了一个新的台阶,国际液压界为之瞩目。

介绍了几种基于新型功能材料(超磁致伸缩材料GMM和电致伸缩材料PMN等)的电液伺服阀的结构组成和工作原理,并对它们的各自特点进行了对比分析.综合对比表明:与传统伺服阀相比,以新型功能材料为电-机械转换器的电液伺服阀具有高频响、高精度、大输出力等优异性能.

研制了一种新型的直动式电液伺服阀,伺服阀的驱动器由压电元件实现.该伺服阀采用电反馈原理,利用位移传感器将位置信号反馈给伺服放大器,与伺服阀的压电驱动器形成一个闭环位置系统,提高了伺服阀的动静态性能.该文对伺服阀样机的静态特性进行了测试,分析了特性曲线上所表征的性能指标及其影响因素;依据实验曲线获得静态特性参数,与北京机床研究所生产的QDY-D40型电磁驱动直动式电液伺服阀进行比较,指出了该阀的优点和不足,并提出改进方法.

与传统伺服阀相比以新型功能材料为电-机械转换器的电液伺服阀具有高频响、高精度和易于微型化等优点.介绍了几种基于新型功能材料(超磁致伸缩材料GMM、电致伸缩材料PMN和形状记忆合金SMA等)的电液伺服阀的结构组成和工作原理并对它们的各自特点进行了对比分析.最后对新型功能材料特别是超磁致伸缩材料GMM在高性能电液伺服阀的应用现状进行了展望.