超声波电机是利用压电陶瓷逆压电效应，把电能转化为机械能，通过定转子间的摩擦耦合等方式来驱动的新型电机。相比较于传统的电磁电机，超声波电机具有低速大转矩、响应速度快、无输入自锁、结构简单、噪音小、不受电磁场干扰等优点，在工业控制系统、汽车、机器人、航空航天等领域有广阔的应用前景。　　本文主要是在现有研究工作的基础上，对圆柱定子三自由度超声波电机的动力学性能进行更深入的研究与分析。　　本文的主要工作如下：　　1、分析了超声波电机的发展、特点、应用及其分类,介绍了多自由度球形超声波电机的发展史和目前的研究状况，并指出了目前三自由度电机研究的难点；　　2、研究了超声电机的核心部件——压电陶瓷，从压电陶瓷的介电性、压电性和弹性着手，推导了压电方程，并分析了压电方程在超声电机的机电耦合模型中的应用。对影响压电性强弱的重要物理量——机电耦合系数进行了论述，并列举了常见振子的振动模式；　　3、运用有限元分析软件建立了超声电机定子的有限元计算模型，系统地研究了圆柱定子三自由度超声波电机运行的机理和相应的运动轨迹；　　4、对纵向、弯曲振动模态进行了分析，研究了定子结构参数对驱动振子谐振频率的影响，研究结论为圆柱定子超声电机设计提供了相关理论依据；　　5、针对圆柱-球体三自由度超声电机难以建立精确数学模型的特点，设计了神经网络控制系统。实现了电机精确定位控制。结果表明，神经网络控制器的性能稳定，克服了常规控制存在的不足，得到了较满意的控制效果。