随着精密工程技术的发展,精密定位技术在越来越多的领域得到应用。超磁致伸缩材料(Giant Magnetostrictive Material,GMM)具有应变大、可控精度高等优点,是研制精密驱动器的理想材料。但是,由于GMM存在非线性、磁滞回等特性,普通的PID控制会出现超调量大、调节时间长等问题。超磁致伸缩材料是超磁致伸缩驱动器的核心部件,本文以超磁致伸缩驱动器(Giant Magnetostrictive Actuator,GMA)为研究对象,进行了一系列实验测试和相关研究,并基于实验数据建立磁滞模型和前馈逆补偿控制方法。论文主要内容包括:第一章介绍了精密定位研究的意义,总结了精密驱器的类型和应用领域,大行程精密驱动器的发展现状。阐述了GMM特点、GMA的应用领域和控制方法。第二章介绍了永磁偏置GMA和无永磁偏置GMA的结构以及性能测试的实验过程。基于试验结果,分析了在不同预应力、磁场强度下,驱动器位移输出和滞回的变化趋势。通过感应线圈测定材料的磁感应强度和动态磁导率。第三章基于Jiles-Atherton (J-A)模型,建立了GMA滞回位移输出模型,给出了需要辨识的模型参数。针对传统辨识方法容易过早收敛的问题,提出采用分层遗传算法辨识模型参数,并对不同条件下的辨识数据进行了分析。第四章介绍了基于GMA位移输出逆模型的前馈补偿控制,基于Ziegler-Nichols (Z-N)法确定PID控制器的参数。对前馈控制和无前馈控制的调节时间、定位精度进行了比较,验证了前馈逆补偿控制方法的有效性。第五章介绍了基于GMA的大行程精密驱动器的结构和性能测试。在前文单个驱动器控制方法的基础上,提出了组合驱动器的控制方法,并进行了控制实验,并分析了影响精度的因素。第六章对全文的工作内容进行总结,并对后续研究进行展望。