本课题得到了国家重点基础研究发展计划（973计划）（资助号：2011CB707602），NSFC-广东联合基金重点项目（资助号：U0934004）等基金的支持。压电执行器，亦称超声电机，是一种依靠压电材料的逆压电效应来驱动的新型微电机，具有独特的性能：体积小、响应快、断电自锁等特点，其中多自由度超声电机以其机械集成度高，在精密机械以及精密加工等领域具有广阔的应用前景。本课题研究二自由度压电执行器，并在此基础上构建二维运动平台，以及针对此平台的测量系统。主要研究内容包括：调研当前多自由度压电执行器的发展过程和研究现状，并分析多维运动平台的现有技术特点和存在的问题。研究一种具有对称结构的二自由度压电执行器，分析工作机理，并进行模态分析和谐响应分析。制作的原理样机经过扫频实验表明与理论分析基本吻合。设计了一套采用正交方向的两组导轨导向、二自由度压电执行器直接驱动的二维运动平台。实验表明，二自由度压电执行器可以有效驱动平台进行二维运动。由于两个方向上运动质量不同，导致两个方向上运动速度具有明显差异。针对上述问题提出了一种单板式平台结构。系统中没有导轨等导向机构，仅由一台电机来驱动平板，实现平台的两维运动。具有结构紧凑、传动链短的特点，有望获得较高的可靠性和稳定性。使用了PSD传感器作为运动平台位移检测和DSP控制器进行定位控制，避免了通常设置两个光栅尺的检测方案中，由于安装误差导致的检测误差增大现象。原理样机实验表明：二自由度压电执行器直接驱动平台的设计方案是可行的，同时也发现，结构设计细节、零件加工工艺和相关控制方法有待进一步深入研究。