在智能变形飞行器的研究和应用中,体积小、重量轻而驱动效率高、控制精度好的驱动器扮演关键的角色。传统的驱动器功率重量比低,且需要配合变速装置使用,致使传动系统复杂,难以直接移植到飞行器。因为形状记忆合金具有功重比大、集传动和传感于一身、变形大等优点,使得它在智能材料应用领域具有独特的应用前景。但是,它在控制上也存在驱动频率和控制精度低的不足。设计一个能应用于飞行器截面变形机构的SMA驱动器,并在此基础上对其运动规律和控制方法的研究,建立SMA驱动控制系统,能够帮助我们更深刻地了解其特性,更全面地推广其应用。本论文首先介绍了智能材料作为驱动元件的特点和一些实际应用,着重介绍了形状记忆合金的材料特性和机械特性,并选择Ti-Ni合金丝作为驱动元件。对SMA扭转驱动器的工作原理进行了阐述,并根据智能飞行器截面变形结构对驱动器的要求,设计了体积较小,重量较轻,具有较大输出角度和输出扭矩的基于柔顺机构SMA丝扭转驱动器。其次,对SMA丝扭转驱动器的加热方法和冷却方法进行了分析和计算。频率是衡量驱动器的重要标准,温度是驱动SMA的重要指标。对多种加热和冷却方法进行比较发现:采用SMA丝直接通电加热的方法能够快速加热SMA丝,且电流越大,加热速度越快;采用冷风制冷的方法能够较快地冷却SMA丝,风的速度越大、温度越低,冷却速度越快。最后对SMA丝扭转驱动器的控制系统进行研究。依据SMA丝电阻与应变呈现阶段线性关系,提出以SMA电阻测量反馈作为驱动器控制手段。针对普通驱动电路无法同时提供大电流和快速开关切换的特点,设计了基于SMA电阻测量的大功率驱动控制电路用于SMA丝驱动,完成了基于AVR单片机的驱动器控制电路的设计。为实现驱动器快速准确的驱动控制,根据SMA的变形特性,设计了积分分离型PI控制器调节SMA丝的加热速度。在SMA丝扭转驱动器上对控制系统进行了验证和实验分析,实验表明:该系统能够在精确测量SMA丝电阻的同时提供足够大的加热电流,在PI控制器的作用下实现闭环控制,并且在制冷装置的配合下提高了驱动的频率,为SMA驱动器快速准确控制提供重要参考。