下一代太空望远镜的制造技术将远远超出当前镜子制造的工艺技术。这些镜子通常要求非常大，单位面积的质量反而要非常小，并且要求它在低温状态下工作时具有较小的衍射。在传统的镜面设计方法上，大镜子通常由一个玻璃平面刨光成准确的表面，制造镜子的玻璃平面要比较大，且自身要有足够的硬度和稳定性。尽管镜子的重量要求很轻，通常为了能够达到足够的硬度，玻璃被做的厚一些。新一代的太空望远镜要求将镜子的质量做成小于15千克/米2，它的密度相当于不到7毫米厚度，现有的技术难达到这一要求。为了解决上述出现的技术难题，现在已经出现了一种主动的镜子，它采用闭环控制的方法来调整镜子的表面，镜子上面有一层薄壳作为光表面，薄壳和触动器相接触，触动器附在一个硬的轻便的支撑架上。系统通过调节器进行周期性调整镜子的表面形状，这个主动系统能保持光表面准确和稳定。在进行微小位移的调整中，通常采用压电陶瓷微位移器来进行控制。本文首先详细的介绍了压电陶瓷的压电效应和工作原理。压电效应反映了压电材料的弹形形变和介电性能相互耦合作用关系。当压电材料在外力作用下发生变形时，在其表面上将产生异性电荷，这种没有电场作用，只有由于形变而产生电荷的现象叫做正压电效应。当给这种压电材料施加一个电场时，这种材料不仅会产生极化，而且还会产生形变，这种由于有电场作用而产生形变的现象被称为逆压电效应或电致伸缩效应。压电陶瓷微位移器是利用压电陶瓷的逆压电效应或电致伸缩效应制成的。文中接着介绍了压电陶瓷的位移特性、温度特性、迟滞特性、静态特性以及动态特性。随着压电陶瓷微位移技术的发展，各种专用于压电陶瓷微位移机构的驱动电源应运而生。从原理讲，驱动电源可分为电压控制型和电荷控制型两种。电压型驱动电源主要有两种形式：一种是基于直流变换器原理的开关式驱动电源。开关式驱动电源功率损耗小、效率高、体积小，但电源输出纹波较大，频响范围也较窄；另一种是直流放大电源，该电路的特点是频响范围较宽，然而这与输出精度高又相矛盾。本文在一般直流放大电源的基础上，设计了一种新型的压电陶瓷驱动电源。压电陶瓷微位移器的工作需要驱动电源，工作电压要在－20V～100V之<WP=69>间，所以需要一个功率放大器来进行电压的放大。首先根据输出电路的各项要求计算出功率放大器的各种参数，接着根据这些参数进行功率放大器的选择，最终选择了美国Apex公司的PA45功率放大器，对比了它的各种参数，基本符合本文设计电路的要求，然后分析了它的基本组成原理和工作特性，以及它的典型应用电路。最后以PA45为核心建立了压电陶瓷的驱动电源。在电路的搭建过程中，需要考虑电路中的影响因素。例如电路中的自激现象，要在其输入端加入RC补偿电路；输出端的保护、以及功率放大器的转换速率问题，最后用OrCAD公司的Pspice仿真软件进行其仿真。Pspice仿真软件的功能特别强大，它可以对电路进行直流、瞬态分析、交流分析以及综合的分析等。分析电路包括电阻、电容、电感、互感、独立电压源，四种受控源、传输线，以及四种最通用的半导体器件：二极管、双极晶体管、结型场效应管和MOS场效应管等。因为设计的功率放大电路输出的电压和电流都是直流的，故本文对电路只进行其直流分析、直流工作点分析、各个元件的灵敏度分析以及小信号直流传输特性分析，分析放大电路的输出是否满足电路的各个要求以及电路误差产生的原因。通过上面设计的功率放大器就可以搭建一个触动器控制电路。它的硬件设计比较成熟。主要的工作有：微机和单片机之间的双向串行通信；单片机和D/A转换器0832之间的电路连接；0832转换器的双极性输出和功率放大电路。由于MCS-51单片机的输入、输出电平为TTL电平，而PC兼容机配置的是RS-232标准串行接口，二者的电气规范不一致，因此要完成PC兼容机与单片机的数据通信，必须进行电平转换。我们选用的是INTERSIL公司的ICL232芯片，它可以很好的解决单片机和微机的电平转换问题。本系统中只有一路D/A转换，故单片机和DAC 0832转换器之间采用单缓冲方式接口。由于单片机的输出电压为0～5V，而由功率放大器PA45构成的功率放大电路的输入电压为－2V～10V，所以在DAC 0832转换器输出端需要接一个双极性输出电路，以满足放大电路的需要。功率放大电路主要由两级放大电路组成，前级的运算放大器是OP07，它主要起降低温漂和控制零点作用。后级电路主要由功率放大器PA45和运算放大器OP07构成，组成一个10倍的放大电路。此外功率放大器需要两个直流电源，分为－25V和＋120V，25V的电源有现成的，所以简单的介绍了一下120V电源的原理图。由于本次机构调整的位移要达到亚纳米级，甚至纳米级，所以选用了高精度的光栅干涉仪来测量误差。当整体的硬件控制电路设计完成后，必须配以算法实现它的控制功能。<WP=70>由于薄壳的材料不同，当触动器作用于薄壳上时，它受到的影响会不一样。本文首先简单介绍了薄壳的几种影响函数以及它们各自的特点，并选用其中的一种作为薄壳的影响函数。接着根据镜面机构的特点，建立了影响函数的数学模型，简单的介绍了定量分析和定性分?