针对现有大多数波浪压电俘能装置在低频海洋环境中只能吸收一个方向的频率,而在多变的海洋环境下俘能装置工作频率与波浪运动频率匹配困难且带宽较窄的问题,提出一种能提高浮子传递波浪能效率的壳体结构,并给出了压电振子及拓宽装置频带的优化意见。最后结合波浪能及压电转换定律,通过对优化后的俘能装置进行转换效率计算,指出压电式宽频振动俘能装置在海洋环境具有广阔的应用前景。

根据步进运动原理,采用分立式布局,提出大行程高分辨率旋转精密驱动器.该精密驱动器采用电磁杠杆柔性铰链箝位,以压电陶瓷为驱动源,利用柔性盘铰链把压电叠堆的直线运动转化成旋转运动,实现了大行程精密步进旋转驱动.实验表明:该驱动器具有钳位牢固、分辨率高、行程大等特点,适用于微操作中大行程高分辨率的旋转驱动.

提出一种应用于压电叠堆的微位移放大机构，该机构以压电叠堆为驱动元件，通过基于杠杆原理的柔性铰链二级放大机构，放大压电叠堆的输出位移，在互相垂直的三个自由度方向上通过磁性部件连接，实现三自由度方向上独立的位移输出。同时，通过仿真和试验，对其静态特性和动态特性进行研究。试验测试结果表明：该机构对压电叠堆输出位移的放大倍数达到5倍，三个自由度方向上的位移互相没有影响，并且该机构具有线性良好、高分辨率和高频响应等特点。

提出利用压电叠堆作砧骨激励式人工中耳的振子,并利用中耳-压电叠堆耦合力学模型对该压电叠堆振子进行辅助设计。该模型基于一无任何听力损伤病史的成年志愿者的左耳,利用CT扫描和逆向成型技术建成。其可靠性通过与实验对比加以验证。最终设计的压电振子只需要10.5 V的有效驱动电压,便可以对镫骨激起相当于鼓膜处90dB声压激励的振幅。该振子在频率为1 kHz的单伏电压驱动工况下,能耗仅为0.03 mW,满足人工中耳低电压、低能耗的要求。

提出一种新型将压电叠堆驱动元件应用到精密旋转驱动器上的研究方案。在对驱动器工作原理和机械结构进行分析研究的基础上，建立了以压电叠堆为驱动元件的旋转驱动数学模型。采用有限元分析软件对机械结构进行了分析，得到了机械结构工作方向的静力学变形图和频率响应特性曲线；对低频状态驱动器的旋转分辨率进行了试验测试，并对样机的频响特性进行了试验测试，结果表明仿真分析结果基本反映了机械结构的谐振频率分布状况，对结构优化设计具有一定的意义，此外对影响测试结果精度的因素进行了分析。设计的结构具有低频工作稳定、分辨率高（0．1366μrad）等优点。

针对压电叠堆执行器输入电压与输出位移的动态迟滞特性,结合非对称静态Bouc-Wen迟滞模型,建立了压电叠堆执行器动态迟滞模型,并采用粒子群算法辨识出6个模型参数。为提高压电叠堆执行器动态位移输出精度,进一步推导出压电叠堆执行器迟滞逆模型,最终在此基础上对压电叠堆执行器进行前馈补偿研究。仿真与实验结果对比表明,在0~120V峰值电压与0~500Hz激励频率内,所建立的动态迟滞模型能够较好地描述与预测压电叠堆执行器的动态输出位移。前馈补偿实验研究结果表明,利用所建的迟滞逆模型补偿后,压电叠堆执行器的滞环减小,输出位移非线性度下降约3%。

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.

介绍了一种利用压电陶瓷直接驱动的压电伺服阀，其机械结构简单、抗干扰能力强，具有高于传统电磁式伺服阀的频宽和分辨率。应用有限元法分析了柔性铰链的结构特性，对压电叠堆的静、动态特性进行了理论分析，并制造了压电直接驱动式伺服阀样机，进行了静、动态性能测试。测试结果表明：该压电伺服阀可以满足现代精密高速控制系统的需要。

为满足大行程、高输出力精密驱动与控制的需求,提出一种压电叠堆隔膜泵驱动的压电液压马达,建立了理论模型并进行了仿真分析.给出了刚度匹配时最佳面积比及最佳负载的确定方法.设计制作了试验样机,测试了半径比对其性能的影响规律.在工作频率为280 Hz时,半径比为0.8马达的输出功率是半径比为0.53马达输出功率的4.43倍,这说明选取合理的结构参数可有效地提高马达性能.理论分析结果表明,负载一定时,存在最佳的结构参数（刚性顶块与泵腔的半径比、泵腔与液压缸面积比）使马达速度及功率最大、最佳面积比随半径比增加而减小.结构参数一定时,速度随负载增加而降低、存在最佳负载使输出功率最大,且最佳负载随面积比及半径比增加而降低.

为满足大行程、高输出力精密驱动及振动控制的需求，设计了压电叠堆隔膜泵驱动的压电液压驱动器并进行了试验．利用实际液体可压缩的特性，建立了压电液压驱动器理论分析模型，分析了液体体积模量以及压电泵腔高对其输出性能的影响规律．结果表明，其他结构参数确定时压电液压驱动器输出能力随液体体积模量的减小而降低，并存在最佳腔高使其输出能力最大．利用尺寸为4mm×4mm×80mm的压电叠堆制作了泵腔直径30mm、高度分别为0．3mm、0．6mm、0．8mm、1．0mm、1．3mm的压电泵，用于驱动尺寸为q520×100mm^3的液压缸．以水为工作介质，在电压150V、频率60—400Hz条件下测试了驱动器的输出速度及驱动力．工作频率为300Hz时，腔高0．6mm（最佳值）时的输出速度为13．2mm／s，分别为腔高0．3mm和1．3mm时的1．1倍和2．28倍；工作频率为80Hz时，腔高0．3mm（最...