折展机构作为广泛应用于航空航天领域的一种机构,通常要求其具有响应速度快、位置精度高、结构简单等特性。压电驱动器具有力矩密度高、速度响应快、容易实现直线驱动等优点,在航天航空、精密定位仪器等领域具有越来越广泛的应用。根据折展机构的性能需求,本文研制了一种具有高低频双工作模式的压电驱动器,使其可以兼顾谐振式和非谐振式压电驱动器的优点,满足折展机构在折展过程中的快速性和位置精确性要求。本文首先在一种已有连杆式折展机构的基础上设计了基于压电驱动器的折展机构,并根据折展机构的结构以及输出指标设计了一种具有高低频双工作模式的单足直线型压电驱动器。基于该压电驱动器,规划了低频冲击、高频谐振和高频步进三种激励方法。利用有限元软件ANSYS进行静力学分析、模态分析以及三种激励方法下的瞬态分析,确定了压电驱动器的结构参数、谐振频率以及驱动足的振动状态,为后续实验研究提供理论指导依据。根据所设计的压电驱动器在不同激励方法下对激励信号的需求,设计了能够输出相应波形信号的驱动电源。驱动电源的设计基于开关电源工作原理,利用半桥逆变电路对直流电压进行斩波,实现方波电压的输出。研制的驱动电源具有三种工作模式,电源可以输出四路信号,每路输出信号的幅值、频率、相位和占空比均独立可调,并且测得电源的幅值及频率调节误差分别小于1%和0.5%。根据单足直线型压电驱动器的结构参数,加工制作了压电驱动器实验样机,利用激光测振仪测试了实验样机的振型,确定了实验样机的实际谐振频率。搭建了输出特性实验测试平台,对压电驱动器在低频冲击、高频谐振、高频步进三种激励方法下的机械输出特性进行了测试。测试结果表明所设计的压电驱动器在三种激励方法下的最大推力分别为17N、48N和27N,高频谐振激励方法下的最高输出速度为1104mm/s,低频冲击及高频步进激励方法下样机的最小位移分辨力分别为0.416μm和0.21μm。利用所设计的压电驱动器对折展机构进行驱动,实验结果表明:折展机构水平放置及竖直放置时的最快展开时间分别为0.2s和0.5s,推杆前进的最小步距为0.258μm。