本文从介绍超声电机的基本原理和优缺点入手，指出超声电机在毫米量级的小尺寸领域更具优势。然后从原理设计或改进，有限元仿真计算，加工工艺，实验测量以及低温特性等方面对三款微型超声电机进行了研究。螺母型超声电机驱动的手机AF模组是已经通过合作单位成功实现商业化生产的一款产品，本文在此基础上进一步分析了它在像质方面不足的产生原因并提出了加工条件允许且改动最少的解决方案，将镜头的旋转直线运动变为单纯的直线运动，然后做出了实物样机。提出了最有效的预压力加载方式以确保流畅运转。然后对电机的电学导纳特性，振动特性，连续运行和单步运行特性进行了实验测量，结果证实了该结构在解决了像质问题的基础上同样具备良好的运行特性。同时，通过有限元软件ANSYS对复杂定子结构精确建模分析，分析结果与实验测得的导纳特性基本一致。该方案在国内外还未见报道。一端固支的压电复合弯曲梁驱动的螺纹直线电机（Patent No.:200910080339.6）是针对实验室承担的盲人打字机驱动机构的研发任务而提出来的一种结构简单，安装方便适合密集阵列化使用的低成本微型直线驱动方案。本文对样机的振型和驱动速度进行了测量，验证了其驱动能力。直径8mm模态转换型超声电机（Patent No.:200910086400.8）是一款为了满足自然科学基金（10676015）对堵转力矩（>3mNm）的要求而设计的旋转型电机。本文从能量转化的两个过程分析了电机性能不足产生的原因。通过在定子上设计了预紧力施加机构提高机电转化效率；通过新的建模方法进行有限元分析重新设计了定子尺寸，以便实现模态的耦合。实验中除了进行基本参数特性测量之外，还利用自制的转矩测量装置测量了电机的输出力矩以及负载特性，验证了电机的输出特性已达到项目指标要求。最后，结合实验室国家自然科学基金项目（51077086），介绍了超声电机的低温特性实验以及取得的初步结果，实验证实了低温真空环境对压电陶瓷与金属组成的复合振子本身的特性没有显著影响。而低温真空环境对超声电机特性的影响还需更进一步的实验和讨论。