内窥镜是现在医疗检查必不可少的仪器之一,内窥镜镜头的视场、观察角度、方向等都是可以通过扶镜系统进行调节的。气动调节阀因控制简单,反应快速,本质安全,不需另外采取防爆措施等被广泛应用于工业过程控制中。压电阀灵敏度高、稳定性好,易于实现开关量或比例式调节,易于实现压力反馈、本安和定位精度高,更是被广泛应用于气动调节过程。研究压电先导型气动阀位置比例控制系统,逆将其应用于医疗内窥镜扶镜系统中。叠层压电驱动器采用压电弯曲片的逆压电效应,常用作压电先导阀中,其驱动能力要大于普通的双晶片。随着技术的发展,希望叠层压电驱动器要满足低压驱动和高可靠性的要求。为了满足对叠层压电驱动器新的技术要求,本文在传统叠层压电陶瓷的基础上增加了自身变形检测单元,设计了一种新的低压叠层压电驱动器。对压电驱动器包括所设计的低压叠层压电驱动器和压电双晶片驱动器的原理及性能做了详细的仿真和分析,然后对基于压电驱动器的压电式先导喷嘴挡板阀的结构及优化进行了分析。在此基础上设计了压电式电气比例阀的控制系统及其硬件驱动电路,采用压力反馈的闭环控制实现气压随控制信号等比例变化。该阀与气缸相连,构建基于压电气动阀的位置比例控制系统,利用位移传感器反馈构成闭环控制系统实现气缸位移随位移设定信号等比例变化。该系统采用双闭环控制方式,提出了有效的控制模型和控制算法。数据采集卡采集设定值位移信号和气缸反馈位移信号在Simulink Real_time模块中实时进行PID参数整定与控制输出,且该输出信号作为压电式电气比例阀的控制信号。本文搭建了压电先导型气动阀位置比例控制系统实验平台,并对系统进行了测试,通过位移闭环控制和迟滞逆补偿减小系统位移误差,改善了系统的控制效果。结果表明,该控制方法在一定程度上减小了位移误差,最大位移误差达到0.31cm,气缸正反行程位移误差有所不同,在进行位移标定时有必要进行校正。