超声波电机是以压电陶瓷逆压电效应激发的超声振动为驱动力，通过定转子间摩擦力耦合来驱动转子运动的一类非电磁电机。圆柱定子超声波电动机以其体积小、结构简单、装配简单等独特优点在精密仪器驱动领域占有一席之地，是具有广阔市场前景的超声波电机之一。 本文首先回顾了超声波电机的发展历史和圆柱定子超声波电动机在国内外的研究现状，确定了本文的研究内容，介绍了压电陶瓷的特性和圆柱定子超声波电动机的运行机理，叙述了定子表面质点的运动状况。以能量法为基础，从Hamilton变分原理出发，推导机电耦合系统圆柱定子动力学模型，通过能量变分推导出定子的运动方程，建立机电耦合系统下圆柱定子超声波电机的第一个能量传递系统；利用赫兹接触分析定转子接触面，建立转子动力学方程，明确圆柱定子超声波电机的第二个能量系统。将前后两个能量系统联系起来即得到机电耦合系统下，圆柱定子超声波电机完整的动力学理论模型。在此基础上，推导圆柱定子超声波电机仿真参数，用Matlab/Simulink仿真软件得到电机运行特性曲线，针对仿真结果对影响电机运行特性的因素进行了研究，本文还利用ANSYS有限元软件对圆柱定子超声波电机进行模态分析、谐响应分析，分析了定子的振动特性，并且研究不同因素对电机定子结构优化的影响，对实际电机设计具有指导意义。