压电陶瓷微位移器件是精密定位及操作中的关键元件。针对压电陶瓷存在迟滞和非线性而难于精密控制的不足，从微观物理结构的角度以压电陶瓷的极化机理进行分析 ，结合电子、材料、统计数学等学科理论，建立精确的压电陶瓷极化物理模型、数学模型，研究基于电极化强度的能够减少迟滞和非线性的归一化控制模型、驱动和控制方法，改善压电陶瓷的性能。 2100433B

新型超磁致伸缩智能材料在大行程、大功率、低电压驱动等方面具有显著的优越性。本项目针对高精度超磁致伸缩驱动器热变形控制难题，开展了超磁致伸缩驱动器热变形控制新方法研究，提出相变水冷复合恒温构件的新概念及综合利用相变材料潜热特性和强制水冷对流换热特点实现该构件的新构思， 研究超磁致伸缩驱动器热特性，建立揭示其机电磁之间耦合关系的多场耦合计算模型；提出超磁致伸缩驱动器GMA热变形控制简化强制水冷相变和直接液体冷却温控方法，建立了流-固耦合传热模型和全闭环串级温度控制策略，并研制了其温控模拟试验装置；构建了基于遗传算法的嵌入式超磁致伸缩驱动器GMA多目标优化设计模型；提出一种基于正交建模的智能空间柔顺构件多目标优化方法；建立了用于异形孔精密加工的超磁致伸缩构件微位移线性化迟滞建模和滑模控制方法，并基于线圈阻抗动态测量原理提出了GMM变磁导率自传感模型。在此基础上，以非圆复杂型面精密加工微进给驱动为应用背景，根据上述优化设计方法，设计制作了非圆加工微进给驱动GMA，构建了基于虚拟仪器技术的高精度超磁致伸缩驱动器GMA综合特性测控实验平台，并通过机电磁热静动态特性测试实验验证了所建模型和方法的有效性，该综合特性测控平台的建立为超磁致伸缩驱动器的性能分析提供了基础实验装备。本项目研究已圆满完成项目所要求的研究目标，已发表论文15篇，其中SCI收录1篇，EI收录8篇；共申请专利9项，已授权7项，其中发明专利授权4项；实用新型专利授权3项。相关研究成果既可为研究开发高精度超磁致伸缩驱动器提供关键技术，又可为后续研究提供重要的理论基础。 2100433B

课题组按照申请书中所提的研究范围进行了全面的研究，首先我们建立了功率器件的双脉冲实验平台，研究和建立了功率器件的动态模型。在此基础上设计了第一版本的数字驱动板，包含了有源钳位、软关断、变电阻驱动等功能。我们搭建了100kW直驱型风电变流器的模型，并在此模型上验证数字驱动技术，与传统模拟驱动技术进行比较。在以上基础上，课题组和专业公司进行合作，共同开发了终版的数字驱动板。在数字驱动技术基础上，课题组延生研究了新型的功率拓扑技术，最后，在承担的国家电网项目--高压STATCOM上应用了数字驱动技术。 通过本课题的研究，我们培养和正在培养硕士3名，发表了20篇论文，包括5篇SCI检索论文，申请专利7项，并获得2项授权。