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随着现代飞行器发展,传统机载液压系统正向着分布式、小型化方向发展,基于智能材料驱动的电静液作动器以其结构紧凑等优势为分布式机载液压系统的实现提供了新选择。本文以压电叠堆为驱动元件研制了一种压电叠堆电静液作动器,主体工作按照实验样机研制、实验特性观察、理论建模与仿真、样机改进研究这一思路具体展开。首先,基于智能材料驱动电静液作动器的工作原理设计了压电叠堆电静液作动器的机械结构,研制实验样机,并在不同电压幅值、系统偏压和带不同负载条件下进行样机输出性能实验。实验结果显示:作动器激励频率在275Hz时无负载流量达1.6L/min,驱动20kg负载时输出流量达1.0L/min。然后,在实验特性观察基础上开展了作动器理论建模、仿真与实验对比等研究工作。第一,针对压电材料迟滞非线性对作动器控制性能的不利影响,基于非对称Bouc-Wen模型对压电叠堆输出位移的迟滞非线性进行了建模,在此基础上建立了压电叠堆执行器动态输出位移的数学模型与仿真模型,并对其进行仿真和实验研究。仿真与实验的结果对比表明,输入电压峰峰值100V对应压电叠堆执行器最大输出位移约37?m;此外,在激励电压峰峰值0-100V和激励频率0-600Hz范围内,所建立的压电叠堆执行器仿真模型输出位移滞环和实验结果间的最大误差不超过4?m。第二,为构建压电叠堆电静液作动器全系统模型,基于机-电-液系统模拟的思路对其流体传动部分进行数学建模,并通过有限元分析方法对该部分重要部件悬臂梁阀片进行流固耦合分析,辨识出悬臂梁阀片在固液耦合条件下的等效质量和刚度等参数,在此基础上建立了作动器全系统MATLAB/Simulink仿真模型并进行了输出流量的仿真研究。仿真结果与实验结果对比显示,作动器在空载和带0-20kg负载条件下,激励频率0-450Hz范围内,输入电压100Vpp、120Vpp和140Vpp以及系统偏压1.0MPa和1.2MPa等工作情况下,仿真结果均能准确描述实验结果,验证了以上理论模型与仿真模型的正确性。最后,从作动器关键部件蓄能器与样机轻型化两方面对作动器进行了进一步研究。通过实验研究了蓄能器刚度对作动器输出性能的影响,并成功研制了一种体积小、重量轻、调压方便的弹簧式蓄能器。通过结构优化设计,改进样机质量由4.8kg减轻到2.7kg。