稀土铁系超磁致伸缩材料是近年来发展起来的一种新型的功能材料,具有磁致伸缩应变大、机磁耦合系数高、响应速度快、能量密度高等优点,已在精密驱动及微位移驱动器等领域显示出良好的应用前景。本论文以这种新型的功能材料为基础,并采用一些新的原理和方法,研制了新型、高性能的大位移微驱动系统。本论文主要研究内容包括:本论文首先从磁致伸缩现象的产生机理入手,对磁性晶体物理性质之间的关系进行分析和论述,同时,较为系统地对超磁致伸缩材料的伸缩、机磁耦合、动态、压应力、温度等特性进行了分析与阐述,给出与其相应的曲线及表达式。为高效、合理地使用超磁致伸缩材料奠定了理论基础;在已知超磁致伸缩材料的性能及驱动器的基本结构的基础上,对驱动器的磁路、电磁结构、预压机构、温度控制装置进行了计算设计,并用ANSYS软件对驱动器进行了优化,保证了其性能;对柔性铰链的力学性能进行了分析计算,设计出基于柔性铰链的两级微位移放大机构,计算出其允许的最大输入位移,分析了机构的位移损失,并用ANSYS分析软件对其进行了计算,得出负载与机构输出的关系。在对大位移微驱动系统进行了结构设计及理论分析后,对其进行了特性测试,包括:驱动器的磁场特性、位移输出、预压力特性、温度特性、磁滞特性;以及对微位移放大机构进行的实验验证;最后,分析了超磁致伸缩材料的磁滞机理,比较了几种磁滞非线性模型;推导出了超磁致伸缩驱动器Preisach模型,进行了实验建模,并对Preisach模型进行了实验验证;对驱动器基于Preisach模型进行了开环控制实验研究。