压电驱动装置具有纳米级/微米级定位的特性, 被广泛应用于精密控制运动平台中, 故对压电驱动装置的速度和精度的要求越来越高。根据步进式压电马达驱动原理, 结合四足压电驱动装置动力学模型, 设计了一种用于新型叠堆结构的四足压电驱动装置的驱动电源。该电源是高电压为±250 V和高频率为1.5 kHz的线性电源, 且采用硬件阻抗补偿和信号切换两种策略, 进一步解决了容性负载对信号频宽影响的问题, 使四足压电驱动装置高精度恒速输出。同时应用硬件在环仿真与测试的方法搭建了实验平台。实验结果表明, 在精度为1 nm分辨率的激光干涉仪采集设备中, 实现了点对点50.7 nm的四足压电驱动装置的运动测试。

针对用于标定和检测的大型精密转台(要求其定位误差≤±0.5″)，研制了高精度角度微驱动装置。介绍了转台的总体结构，给出了角度微驱动装置的驱动原理和构成。该角度微驱动装置主要通过一个角位移转换机构把精密直线位移转化为精密角位移来实现高的角度分辨率，其在驱动转台旋转的过程中几乎不给转台带来轴向力和径向力，因此不影响转台的轴系精度。为了满足定位要求，转台设计采用了粗精结合、二次定位的方法，即先采用力矩电机进行粗定位，然后使用角度微驱动装置来实现精定位。最后，从理论上计算了角度微驱动装置的分辨率并进行了测试和应用验证，证明此角度微驱动装置的分辨率优于0.08″,满足转台定位精度要求。

为了实现超导球形转子在低温环境下高速稳定的旋转，设计了一种基于迈斯纳效应的超导转子旋转驱动装置。该旋转驱动装置主要包括超导定子和超导球形转子两部分，定子采用两相结构，转子采用在其内壁上开有4个窗口的空心结构。利用定子超导线圈的磁场在空心转子内壁窗口上产生的转动力矩驱动转子旋转。然后，通过Ansoft软件对超导转子旋转驱动力进行了有限元分析。分析表明，驱动力矩与驱动电流的平方近似成正比例关系。在4.2 K，30 Pa下进行了转子旋转实验，结果显示，30 A驱动电流下转子转速达到了8 512 r/min，表明该旋转驱动装置能够将转子加速到8 500 r/min以上的工作区域，为进一步优化装置设计参数以及提高转子旋转稳定性奠定了基础。