在机电系统的测控技术领域，实施测量与控制通常同时需要执行器和传感器。自感知执行器是传感器和执行器的功能集成，可同时用作传感器和执行器，能够真正实现同位控制，减小系统体积和重量。压电自感知执行器是自感知执行器研究领域最为关注的一种，目前国内外对压电自感知执行器的研究主要侧重于对其解耦方法的研究，常用的解耦方法主要是电桥电路解耦法和空分复用解耦法。本文提出了时分复用解耦法，以粘贴压电片的悬臂梁为研究对象，从理论和应用两个方面进行了研究。根据电流源型双向换能器理论推导了压电陶瓷元件的三种等效电路，其中受控电荷源等效电路是分析时分复用解耦法的主要工具；结合双口网络的传输矩阵方程阐述了时分复用解耦法的实现原理，并推导了传感器和执行器方程；提出了时分复用解耦法的物理实现方案，讨论了开关器件的选择、开关电路和开关时序脉冲的设计等关键问题。采用实验对比方法，从定性分析和定量分析两个方面对时分复用压电自感知执行器的传感与执行效果进行了实验验证，结果表明：时分复用压电自感知执行器可用作独立的传感器和独立的执行器，是以牺牲一部分执行能力为代价换取了自感知功能；其传感和执行效果与传感时隙和执行时隙的分配密切相关，总结了时隙分配的四条准则。为了验证时分复用解耦法的实际可行性，将时分复用压电自感知执行器用于悬臂梁的振动主动控制。基于虚拟仪器LabVIEW软件平台，采用正位置反馈控制算法和独立模态空间控制算法分别对悬臂梁的持续扰动和瞬时扰动进行控制，结果都使梁的振动得到了有效的抑制，表明时分复用方式能够实现压电片的自感知、自驱动功能。在独立模态控制实验中，结果显示：控制后悬臂梁的振动衰减时间缩短为控制前的20％，达到了与理论仿真相近的控制效果。