本课题来源于国家自然科学基金项目《压电精密致动技术的基础研究》(项目编号:50735002)。压电直线电机能够直接输出直线运动,具有体积小,控制精度高、无电磁干扰、响应速度快、能量密度高等优点,在精密仪器和设备的驱动与控制方面有广阔的应用前景。传统共振型压电直线电机工作时定子处于共振状态,其动力学和热力学稳定性问题需要进行深入细致的研究,才能实现高精度定位。本文以提高压电直线电机的稳定性和可控性为目的,提出了一种新型压电直线电机结构及驱动方法,并进行了实验研究。在电机原理方面,分析了传统共振型压电直线电机的不足,提出了一种非共振型压电直线电机。该电机利用叠层型压电陶瓷驱动电压低振幅大,且在一定频率范围内振幅保持不变的特点,直接由叠层型压电陶瓷驱动,具有驱动频率与速度成正比的特性。与共振型电机相比,工作稳定、可控性好。在电机结构方面,改进了传统压电直线电机定、动子之间的夹持结构,设计了一种基于柔性铰链的新型夹持结构。该结构能有效地限制定子的自由度,使其仅能在垂直于定、动子接触面方向运动,减小了电机运行中定、动子的相对晃动,提高了电机的稳定性。并在定子中设计了一种用于施加压电陶瓷预紧力的装置,该装置结构简单,能够预估预紧力的大小。在电机驱动方面,通过实验研究了叠层型压电陶瓷的特性,针对其特性提出了一种可驱动容性负载的新型驱动器。该驱动器使用±15V直流电源供电,输出四路峰峰值80V、相位差依次为90°的正弦波信号。该驱动器使用PSoC作为核心元件,具有较强的处理能力,为电机复杂控制算法的实现奠定了基础。