随着微纳米技术的发展，人们对精密驱动及控制技术提出了更高的要求，并不断地采用新型功能材料和新型工作原理来提高精密驱动及其控制技术的水平。超磁致伸缩执行器是以新型功能材料——超磁致伸缩材料作为致动元件的一类微位移执行器，具有输出位移和输出力大、响应速度快等突出优点，已在超精密加工、流体控制机械等领域获得了广泛的应用，显示出巨大的发展潜力。本文首先分析了一下超磁致伸缩现象以及产生机理，然后详细研究了超磁致伸缩材料的一些基本特性，接着对超磁致伸缩执行器的结构简图以及工作原理进行了深入分析，并对超磁致伸缩执行器装置中的重要机械尺寸进行了计算，得出了一系列相关重要参数。然后在此基础上，根据电磁学知识对超磁致伸缩执行器装置中的磁路进行了研究，确定了超磁致伸缩执行器中的偏置磁场的大小和永久磁铁的选型以及超磁致伸缩执行器在正常工作时所需要的预应力的值，同时建立起了反映超磁致伸缩执行器的磁滞和涡流损失的数学模型。接下来根据超磁致伸缩执行器的控制对象特点，提出了基于位移闭环的控制方案。然后结合本系统，将积分分离PID算法应用到本控制系统中，实现了其数字化以及程序化，为闭环控制的实现奠定了基础。根据自动控制原理，结合超磁致伸缩材料的磁滞特性，本文建立了以高性能单片机为核心的超磁致伸缩执行器微位移闭环控制系统；分析和构建了构成系统所必需的微位移检测变送通道、模拟量输入通道、单片机控制单元、模拟量输出通道等重要组成部分；设计了控制系统的硬件电路部分，主要包括A/D转换电路、D/A转换电路、键盘显示电路，以及恒流源接口电路等部分的设计；结合C语言，并根据模块化编程思想，开发了控制系统的软件。软件部分主要包括系统主程序模块、采样与控制输出模块、键盘显示模块以及PID控制算法模块等其他相关功能模块，实现了数据采集、处理与控制输出等功能，并在软件和硬件的设计中采用了一系列措施来防止干扰对系统的影响。