环境振动是限制超精密测试仪器测量精度和超精密加工装备加工精度的主要因素之一，需要引入有效的主动和被动隔振手段来抑制环境的振动以减小其对测量仪器和加工装备精度的影响。超磁致伸缩执行器具有大磁致伸缩率、响应速度快、定位精度高、低电压驱动等优点，适合用于主动消、减振系统。超磁致伸缩执行器与气浮技术结合的主被动隔振系统，不仅能够隔离环境传来的低频振动，还能隔离加工装备中负载导致的高幅值、频率的反向作用扰动力。本论文的主要目的是研究超磁致伸缩微定位系统，搭建合适的实验平台，控制实现超精密定位，并同时实现负载扰动力的自感知。论文的主要内容包含以下三个部分：一、研究超磁致伸缩材料特性及工作机理，测试超磁致伸缩执行器的位移输出特性曲线，完成模型参数辨识并建立其输入输出关系的Preisach非线性模型，实现模型准确预测；二、通过在超磁致伸缩执行器输出端施加扰动力，制作自感知电压信号解耦电路板，测量自感知电压的实时数值，基于逆磁致伸缩效应机理理论计算和拟合出测量外力曲线，并与标准力传感器测量外力曲线对比；三、在建立的Preisach模型的基础之上，完成前馈控制和PID闭环反馈控制仿真，并利用超磁致伸缩执行器、电容位移传感器、NIPXI-8102数据采集系统和PC机搭建合适的实验平台，测试系统开环输出位移各项参数，评估定位系统工作性能，并完成超磁致伸缩执行器的前馈和闭环控制，实现超精密微位移定位各项指标。实验结果表明，超磁致伸缩微定位系统分辨力能够达到10nm，单位阶跃响应时间达到10ms，正弦频率响应能够达到500Hz；预压应力10N，偏置磁场24mT的偏置工作条件下，外力自感知灵敏度为0.072N/(mV·s)~0.075N/(mV·s)之间，测量不确定度为4.08%。该微位移系统具有良好的静态和动态位移输出特性，能够实现超精密微位移定位，自感知力测量灵敏度较高，具备应用于自感知力闭环控制的潜质。