在工程领域中,阻力带来的影响比比皆是。汽车、飞机等大型交通工具往往能够通过减少阻力极大地减少燃油损耗。随着时代的发展,抑制二氧化碳造成的全球变暖现象迫在眉睫,而通过减少壁面摩擦阻力能够大幅度减少车辆的二氧化碳排放量。因此,边界层减阻不仅具有极高的经济价值还在环境保护领域有着极高的实用价值。摩擦阻力大多数由边界层产生。随着边界层近壁面拟序结构的发现,国内外学者对边界层减阻研究爆发出了空前的热情。各个国家也极力地推动边界层减阻的发展。主动控制减阻作为减阻中新兴的发展方向拥有减阻量大的优点。本课题基于零质量射流技术设计边界层减阻的激励装置。该装置通过压电陶瓷膜在腔体内的振动,在腔体出口狭缝外形成周期性变化的零质量射流。零质量射流向外输出动量但是向外输出的质量为零,且有着耗能少,结构简单的优点。由压电陶瓷膜激励的零质量射流激励器拥有可控性强、成本低的优点,本实验基于以上考虑采用基于零质量射流的激励器进行平板湍流边界层的减阻控制。本课题研究了零质量射流激励器的多种特性,包括电压特性、频率特性、频谱、出口速度,推导了出口速度的理论公式,用两种方法验证了零质量射流向外输出的质量为零。根据粒子图像测速仪实验揭示了零质量射流形成的过程。本实验进行了开环控制和前馈PD控制实验,并将两者进行了对比。开环控制结构简单,且取得了19.11%的减阻量。在开环控制的基础上,本实验进行了前馈PD控制的实验,计算了系统中的延迟时间,建立了前馈预测函数。之后进行了前馈PD控制的实验达到了最大减阻量20.42%的控制效果,减阻量比开环控制多1.31%且极大地减少了能量损耗,提高了控制效率。