离子交换聚合体金属合成物(Ion-exchange Polymer-Metal Composites简称IPMC)是一种电致形变智能材料,其性能类似于生物肌肉,因此被称为人工肌肉。这种材料在军事、航天、生物医学等领域具有巨大的应用前景,因此受到很多国家的关注。然而IPMC工作机理复杂、对环境要求苛刻,而且受制备工艺影响较大,这种不确定性限制了它的开发与应用。本文首先研究了IPMC的制备方法,合成了IPMC人工肌肉。针对这种材料开发了一套完整的IPMC实验平台,这个平台可以通过实验研究IPMC在不同的激励信号类型、频率、幅值等条件下的位移响应特性。然后使用频率可控的chirp信号作为辨识输入信号,三阶ARX模型作为IPMC的模型结构,应用最小二乘递推辨识算法,搭建了模型参数的离线与在线辨识系统。IPMC模型会随着使用的次数而有所改变,必须用一种鲁棒性较好的控制策略来保证控制系统在较长的时间范围内稳定。本文通过辨识IPMC的模型参数,得到了一个相对准确的线性模型,根据这个模型设计了PID控制器和最优H∞控制器,并通过仿真结果证明了控制器可以有效地控制IPMC的线性特性,在经过多次实验之后系统仍然有效。最后,基于IPMC的控制系统,设计了微流量控制系统,并且从理论上证明了系统的有效性。