超磁致伸缩材料是一种具有应变大、能量转化率高、响应时间小、承载能力大、驱动方式简单等特点的新型功能材料,被广泛应用于航空航天、光学微处理、微位移驱动、超精密加工等领域。但是超磁致伸缩材料存在非线性、磁滞回等固有特性,导致采用超磁致伸缩材料制作的超磁致伸缩致动器的输入电压和输出位移之间存在严重磁滞非线性关系,对其定位精度和稳定性有一定影响,研究超磁致伸缩致动器迟滞特性建模及其补偿控制具有重要的实际意义。本文采用光栅光纤传感器对超磁致伸缩致动器的动态位移进行测量,建立迟滞非线性模型,通过逆补偿控制来消除超磁致伸缩致动器磁滞非线性的影响。主要研究内容如下:(1)在研究现有的测量超磁致伸缩致动器位移方法的基础上,分析光纤光栅传感器的测量原理及特点,搭建了基于光纤光栅传感器的实验测量平台。针对采集的10-100Hz正弦激励下的超磁致伸缩致动器位移信号,采用傅立叶变换对其进行了频谱分析,根据噪声低特点,选用巴特沃斯滤波算法对原始信号进行处理,获得有效信号。实验数据和仿真结果表明,将光纤光栅传感器用于测量GMA的位移可行性,为后续的模型参数辨识提供数据支持。(2)研究了超磁致伸缩材料的基本特性以及超磁致伸缩致动器的结构与工作原理,针对其非线性、磁滞回、非对称等特点,建立了Bouc-Wen模型,分析了传统两自由度Bouc-Wen模型描述磁滞回线存在的不足,在此基础上提出了带有二次项的六自由度Bouc-Wen模型。针对改进的Bouc-Wen模型参数的辨识,研究了群粒子优化算法和差分进化算法,并对两种算法辨识Bouc-Wen模型参数的误差和稳定性进行比较和分析,实验结果验证差分进化算法较群粒子优化算法具有更强的稳定性。最后,将差分进化算法辨识的参数回带到模型中,将改进后的模型与四自由度Bouc-Wen模型拟合效果进行了对比,实验结果表明改进后的模型能够更精确的描述10-100Hz驱动频率下超磁致伸缩致动器的磁滞非线性。(3)研究了超磁致伸缩致动器磁滞逆补偿原理,提出了基于支持向量机的前馈逆补偿控制方法,使用支持向量机构建改进的Bouc-Wen模型逆模型,将逆模型与超磁致伸缩致动器串联连接,实现对超磁致伸缩致动器磁滞非线性的直接补偿控制。针对直接开环控制的稳定性弱,控制精度不够高的问题,提出了将PID控制器作为反馈与前馈逆补偿控制器进行整合,建立了反馈逆补偿控制系统,仿真结果表明,控制系统的稳定性和控制精度得到提高,能够有效抑制GMA迟滞非线性所带来的定位误差。