针对在精密加工领域存在的微位移驱动问题,本文提出了一种新的基于静压膨胀原理的微位移驱动器。在理论分析的基础上设计并试制了静压膨胀式微位移驱动器,用有限元方法对其主要性能进行分析,然后对驱动器的特性进行了试验研究。首先,建立了受静压作用的圆形薄板简化分析模型,根据薄板的弹性曲面微分方程推导出薄板最大位移和主要结构参数的关系式,为驱动器液压腔体的结构设计提供初始参数选择依据,在此基础上设计了圆柱形腔体静压膨胀式微位移驱动器。其次,对静压膨胀式微位移驱动器单元进行了有限元分析,主要包括位移输出特性和接触刚度特性。通过对圆柱形腔体驱动单元的分析得到输出位移大小与腔体压力大小成线性关系,在该类型腔体的基础上提出了几种改进型结构的腔体,经过分析对比得出长圆柱内凸型腔体的驱动器在输出特性和应力分布方面性能更佳。此外,通过建立刚度分析有限元模型,对两种不同腔体分别进行了分析对比,获取接触刚度的变化规律和与液体压力大小的关系曲线,为如何提高驱动器的刚度提供了途径。为使微位移驱动器获得最佳输出性能,在初步设计的基础上对其进行了优化设计,对影响驱动单元特性的主要参数进行了灵敏度分析,得到对其性能影响较大的几个参数为腔体半径、薄壁厚度和内侧凸起厚度,并对驱动器输出特性与主要参数的关系一一进行了分析,为如何通过调整腔体尺寸改善其输出特性提供了依据。通过建立优化模型对驱动单元进行优化,得到一组优化参数使微位移驱动器综合性能得到大幅提升。最后,设计了试验台对微位移驱动器的主要性能进行试验研究,结果表明输出位移大小均与压力呈线性关系,接触刚度试验结果也与理论分析结果有较高的一致性,进一步验证了理论分析的合理性。对于驱动器因接触刚度有限而导致输出位移精确度下降的问题,本文设计了一套微位移闭环反馈控制系统,采用基于PLC的PID控制算法对输出位移大小进行调节,经过不断地参数整定和试验,最终控制性能达到了预期目标。理论分析和试验结果表明,静压膨胀式微位移执行器输出位移可控、精度高、重复性高并具有较高刚度,由于采用了微位移闭环控制系统,输出的精确性和动态特性达到了预期目标。