随着变形镜在光学领域的广泛应用与智能材料的兴起,对光学系统以及变形镜本身的动态和静态控制的精度和速度要求也在不断增加。然而在光束偏转控制系统中往往存在冗杂的测量仪器,因此制作传感集成一体化变形镜的需求被提了出来,为此本论文设计了一种基于离子聚合物材料（IPMC）的两端固支梁传感执行一体化变形镜方案,使传感与执行结合在一起,解决了光束偏转器件需要额外传感系统的问题,且便于更好的控制。本文主要内容如下:首先介绍了IPMC的驱动机理及数学模型,随后针对设计的IPMC两端固支梁结构进行力学分析,确定了挠度、应变和转角与两端固支梁变形镜结构参数之间的关系,并通过力输出测试与COMSOL有限元分析仿真验证了所提出的等效梁模型。其次设计了传感执行一体化方案,采用粘贴应变片的非集成传感器方案,通过力学分析与COMSOL应变仿真图,分析粘贴应变片的最佳位置。并使用标定实验标定应变片输出电压与挠度最大值关系,通过测量原理实现控制转角的目的。最后通过对IPMC材料迟滞非线性的研究,使用非线性模型预测控制（NMPC）方法来实现IPMC变形镜的跟踪控制。首先,使用RBF神经网络与非线性自回归移动平均模型（NARMAX）建立IPMC变形镜的迟滞预测模型;其次,使用基于控制增量的方法求解控制律,然后采用梯度下降算法求解。为验证所提出的建模和控制方法的有效性,进行了MATLAB仿真实验。结果表明,所提出的RBF预测模型具有令人满意的精度,NMPC方法跟踪所得期望转角与实际转角的绝对误差和平均绝对误差达到较高的精度。