金属工件在经过锻压、切削、淬火等加工工艺后,工件的内部会产生残余应力,这种残余应力会大大降低工件的尺寸精度与疲劳强度,甚至会使工件在使用过程中发生断裂等意外事故。而振动时效法作为一种去除金属残余应力的新兴时效工艺,有着更加高效、节能环保的优点,目前已广泛应用于工业生产中,并大有取代传统热时效法、自然时效法的趋势,因此研究设计一套新型振动时效装置具有重要的理论以及现实意义。针对常见的传统电动式激振器中存在的缺陷,通过采用超磁致伸缩材料设计一种振动频带范围更宽、响应更快、输出力更大的激振器,并对其关键的技术问题进行了理论以及仿真研究。通过深入研究超磁致伸缩材料的工作机理与基本特性,并综合考虑实际工作现场的条件状况,提出了激振器设计时应注意的问题。在对超磁致伸缩材料基本特性所做研究工作的基础上,结合振动时效中,时效工件对激振源输出特性的要求,对激振器整体的结构、超磁致伸缩棒、预紧力机构、温控装置、驱动和偏置线圈等重要部件进行了设计与优化,并结合实际情况,配合计算得到各部件的具体几何参数,校验后最终得到超磁致伸缩激振器的模型。超磁致伸缩激振器的工作特性直接取决于激振器内磁路结构中的磁场特性,为提升其工作性能,本文利用Comsol Multiphysics5.2有限元分析软件,建立了激振器的有限元模型,分别仿真分析了激振器内部磁路全开,半开,全闭合时内部磁场分布的情况,确定采用闭合磁路的结构设计方案。另一方面,对组成闭合磁路的部件(导磁体、导磁壁)选用不同属性材料时,对GMM棒所处磁场的均匀程度进行了仿真,最终得到闭合磁路内各部件的材料选用办法。为定量研究超磁致伸缩激振器的动态特性,文中建立了激振器系统的动态数学模型,并利用Matlab/Simulink仿真分析了主要结构参数对激振器动态特性的影响,为激振器的动态设计与优化提供理论依据。同时,基于极点配置法设计了激振器的状态反馈控制器,从精密定位以及抗干扰能力两个方面对该控制方法进行仿真,结果显示该控制器能够较好控制激振器。