激振器与振动控制系统是结构动力学特性试验研究中的关键设备之一，研究提高其性能具有重要的实际应用价值。为适应结构振动试验中的高频振动激励，以及模拟结构实际受力情况和避免过试验需要，本文遵循理论分析为基础，动态设计理论为指导，结合模型仿真技术，试验测试为验证手段的研究思路和设计方法，对以惯性压电激振器、容性负载功率放大器、数字正弦扫频振动控制系统为核心的激振系统进行了设计研究，取得了如下创造性成果：提出了一种基于惯性工作原理的新型压电激振器结构。依据动态设计方法，结合压电本构方程和结构动力学理论，建立了激振器机电耦合结构的两自由度动力学模型，利用MATLAB/SIMULINK、ANSYS软件工具对集中参数动力学模型和离散化有限元模型进行了仿真分析和对比验证。考察了激振器中各主要组成部分参数对激振能力的影响规律，最终确定了宽频激振器的合理参数，同时设计理论也为同类结构的设计提供了理论依据。以线性放大电路原理和电流扩展方案为基础，提出了电压与电流分级式功率放大电路的结构设计与实现方法。针对压电陶瓷容性负载特点，设计了两级式主放大电路结构，通过Multisim软件进行了仿真分析。研究了自激振荡的产生机理和消除方法，分析并设计了限流保护、过压保护、过热保护、直流电源等辅助电路，设计完成了宽频带、高电压、大电流的双极性功率放大器。提出了对激振控制系统采用激振力和响应加速度进行双重控制的控制策略和具体方案。研究了基于系统辨识的模糊自适应控制算法的力幅控制，以及加速度幅值限幅控制的双重控制策略。通过虚拟仪器开发平台，以数字正弦扫频为例进行了控制系统软件的开发，对程序的工作原理和流程进行了分析，对人机交互界面进行了研究，结合控制算法，完成了数字振动控制系统的程序设计。设计了测试装置，对设计的激振器、功率放大器实物以及振动控制系统程序的功能进行了测试，实验结果与预期效果相符合，成功实现了高频范围的激振与控制。证实了激振系统用于实际工作的可行性，以及动态设计理论的正确性。研究内容和成果对提高振动试验水平和能力具有重要的促进意义。