引力波是人类探索与认识宇宙的新途径与新手段,也是爱因斯坦广义相对论的有效验证。空间引力波探测是近些年来的热点,其主要基于激光干涉原理,即一个航天器发射激光,经另一个航天器上的测试质量块表面反射后再返回,返回信号与本地信号发生干涉,由测量系统完成对干涉信号的相位测量,进而检测引力波的存在。惯性传感器作为激光干涉测量系统的参考基准,是空间引力波探测装置中重要的部分,其主要功能之一就是利用锁紧与释放机构保证测试质量块在发射阶段安全可靠地固定在电极笼内,在卫星入轨后将测试质量块以较高的定位精度、极低的残余速度释放到空间中去,并由静电控制系统对其进行捕获。本课题主要围绕如何控制锁紧与释放机构实现测试质量块精密的位置、速度控制等方面展开研究。一、对锁紧与释放机构中压电执行器单元所表现的迟滞非线性现象进行分析与建模,进而对迟滞系统进行补偿控制;选取NEXLINE压电直线电机作为研究对象,通过基于模糊自适应PID控制算法的闭环控制与基于多项式拟合迟滞模型的顺馈补偿构成压电直线电机的控制系统;采用电压直流放大式驱动电路来对压电驱动器进行驱动,利用电机内部的光栅尺作为反馈元件,基于FPGA与DSP搭建整个闭环系统并进行实验。实验结果证明本文所设计的控制器可以在PID控制器的初始参数为0的情况下,自我调节参数使得压电直线电机的输出位移满足预期目标。二、基于粘附力模型推导出测试质量残余速度与锁紧与释放机构参数之间的联系,建立了锁紧与释放机构的模型。通过改进布谷鸟搜索算法以对模型进行参数辨识,使得寻优结果能达到的精度大幅度提高,且对于本文提出的这一类模型的参数辨识成功率从86%提高至接近100%。利用推导出的测试质量残余速度,获得锁紧与释放机构参数与残余速度之间的关系,进而建立起残余速度对系统参数的评价体系。三、设计高精度力、位移测量系统,以保证测试质量块的状态准确。利用电阻式应变片与桥式电路设计了锁紧与释放机构的位移传感器,并进行了标定实验,进行了位移传感器测量系统的性能分析。所设计的位移传感器非线性为±0.4228%,精度为±0.8832%,基本满足锁紧与释放机构对位移的高精度要求。