形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)作为一种集传感与驱动于一身的新型功能材料,近年来引起了各领域的广泛关注。利用SMA材料的形状记忆效应作为驱动器,实现对智能结构的驱动和控制已成为当前主要的研究方向之一,国内外很多学者对此开展了相关的研究工作,并取得了一定成果。目前对SMA的本构模型、力学特性和实际应用等问题的研究还处于探索阶段,还需进一步研究。本文研究了SMA驱动器的力学特性,以及驱动器驱动力(SMA回复力)的精确控制问题。首先,对Tanaka、Liang以及Brinson等学者提出的SMA力学本构模型进行了分析和对比,选用Brinson本构模型为研究对象,并对该模型所需要的12个物理参数进行了实验测量,基于实测数据建立了试样的本构模型;然后,通过动态加热实验阐述了本构模型的局限性,以实验数据为基础,提出了大速率及变速率加热情况下SMA回复力的计算模型;最后,以该模型计算数据作为控制系统的反馈量,采用PID控制方法对SMA的回复应力(驱动力)进行了精确的控制,获得了较理想的控制效果。研究结果表明,在设定回复应力分别为76MPa,114MPa,152MPa时实际回复应力稳定在±5%误差带范围内,控制系统的最大超调量不超过12.7%。