超声波马达作为一种全新的驱动器,以具有低速大转距、大静态保持力矩、响应速度快、较大的功率重量比、可以实现精确定位、无电磁场干扰等优点受到国内外的广泛关注.绝大多数超声波马达利用压电材料的逆压电效应,将电能转化为超声频域的微观振动,进一步通过摩擦或声悬浮驱动转子做宏观转动.该文在查阅和分析了大量国内外相关参考文献的基础上,设计并详细分析了一种新型的仿行波式直线超声波马达.该文所设计的仿行波式直线超声波马达利用朗之万振子的纵向振动合成椭圆运动,其驱动简单、并可方便的实现正反向运动.该文详细的分析了马达接触头处椭圆运动的形成机理,并且研究了两相振子的相位差、振幅以及振动频率对所形成的椭圆轨迹的影响.使用解析法求解了马达振子各部分的波动方程,并且根据边界条件确定了马达各部分的结构尺寸.利用有限元分析软件ANSYS6.1分析了驱动单元在耦合场中的各个振动模态,以及在不同激励频率条件下,马达接触头在接触面法向的振幅.对马达接触头进行的有限元分析所得的结果与使用解析法所得结果得到了很好的吻合,证明了理论分析的正确性.以往在对马达进行调试时多使用压控振荡器的外接电位器进行手动调频,这种调频手段很难精确的将马达调整到最佳谐振状态.同时,超声马达由于马达温升、负载变化及周围环境变化等原因,使马达谐振频率发生漂移,这将影响马达运行的稳定性.该文采用了电流回馈式频率跟踪,解决了马达驱动电路工作频率与马达谐振频率发生偏离的问题.建立了马达性能测试系统,测得了马达在不同预应力下的控制特性和机械特性.该文所研究的仿行波式直线马达具有结构简单、功率密度大等优点,在航空航天以及精密伺服系统等领域有着很高的研究价值与应用前景.