本文提出了柱面驱动行波超声电机，它是利用压电陶瓷的逆压电效应激励出圆柱壳体沿圆周方向的非轴对称振动模式，壳体沿轴向振动是同步的，这实质上避免了定子上各驱动质点与转子间接触的不均匀性，所以不会带来定转子接触区域应力集中现象以及由此带来的加剧磨损、发热严重和降低电机输出性能等不良后果。本文给出了该电机定子上压电陶瓷的极化、分布及驱动方式，设计了电机的固定及施加预紧方式。采用有限元分析软件ANSYS9.0对压电陶瓷和壳体构成的定子结构进行了模态及瞬态分析，确定电机定子各尺寸参数，基于振动理论推得了定子齿的椭圆运动轨迹。同时设计了微米级调节定转子之间预紧力的预紧机构，以适应超声电机微幅振动的需要。为保证定转子之间的均匀接触，采用薄壁环节固定电机定子的独特结构。　　本文提出了新型的电学匹配网络。该匹配网络不但起滤波作用，还能降低电压对工作频率的灵敏度。目前对于超声电机采用开关电源驱动，电源输出的是正负对称的方波电压，为满足驱动需要，必须滤去其中的高次谐波，得到标准的正弦电压波形。因超声电机在谐振频率附近工作，驱动频率的微小改变会导致电机阻抗的大幅变化，从而使加在超声电机上的电压大幅度变化，影响电机的性能。该匹配网络揭示了匹配参数和电机参数之间的谐振关系，在本文选定的频率工作区间内，电压的变化率被限制在8％以内。此匹配方法具有很强的实用性，可为各种超声电机及超声换能器（并不局限于开关电源驱动）与电源之间的电学匹配提供理论指导。　　本文基于数字DDS技术和移相控制技术成功研制了零电压转换全桥逆变超声电源。采用数字DDS技术和应用FPGA芯片研制了具有调频和调相位差功能的方波信号发生器。分析了传统的PWM驱动方式会使开关管工作在硬开关状态及由此带来的危害。针对超声电机驱动频率高（频率在19.8kHz至100kHz），驱动电压大，且呈容性负载的特点。通过对超声电机的驱动电路进行改进，使其具有感性负载的特点，以利于实现开关管的零电压开关。通过电路分析软件ORCAD10.5和数值分析软件MATLAB7.1对该电路进行了系统的分析。该电源的性能指标为：频率分辨率达0.1Hz，频率调节范围15kHz～150kHz，相位分辨率达0.18o，相位调节范围为0o～360o，占空比调节范围为0～100%，并给出了实现零电压转换的充分条件。　　最后建立了测量电机机械输出特性的实验平台，对所研制的电机、电源及匹配网络进行了实验测试。测试电机机械输出特性指标为：最大空载转速：64r/min，最大转矩：1.8N?m。