压电驱动微位移技术目前应用十分广泛，压电驱动器的非线性特性是影响其重复定位精度、动态响应性能的主要因素。作者在国内外已经取得的科研成果基础上，对压电驱动器的非线性特性的若干理论和实际问题进行了深入地研究，在以下几个方面取得了有价值的进展： 1.在大量实验的基础上，根据压电驱动器非线性的特性，本文建立了一种反应这种非线性特性内、外环关系的新的数学模型—变比模型。通过所建立的变换矩阵，将压电驱动器内环的运动轨迹同外环曲线有机地结合在一起。此模型对压电驱动器内环非线性曲线的最大相对拟会误差为2％。另外，对变比模型的一些性质进行了详细地分析、阐述、论证。 2.根据压电驱动器的物理特性和所建立的变比模型，同时采用前馈控制原理，本文构造了一种新的带有模型前馈补偿的变速积分PID算法，并利用此算法对压电驱动器进行了控制。在这种算法的控制下，使压电驱动器对任意信号的跟踪误差不超过1.3％。 3.对压电驱动微位移工作台进行了动力学特性分析，确立了应该满足的边界条件，为此类工作台提供了设计准则。在此基础上论证了变比模型对压电驱动微位移工作台的适用性，构造了相应的控制算法。在这种算法的指导下实施控制，使压电驱动微位移工作台对任意信号的相对跟踪误差可减小到0.9％。 4.分析了压电驱动微位移工作台实现纳米级分辨力的影响因素，并在有效消除了各种因素的影响以后，使微位移工作台在35×46微米工作行程内实现了10纳米的闭环分辨力和5纳米的开环分辨力。