超磁致伸缩材料是近年来发展起来的新型的智能材料，因其具有能量转换效率高，输出力大，使用寿命长，易驱动等突出的优点，在精密及超精密定位和驱动中有广阔的应用前景。超磁致伸缩执行器驱动过程中常常有外界扰动力的影响，如微位移执行器驱动的负载对象由于惯性导致的反作用力，负载和传动机构引入的摩擦力以及执行器大输出力时线缆引入的作用力等，这些是超磁致伸缩微位移控制系统的主要误差干扰源，严重影响了定位精度。利用超磁致伸缩材料的逆磁致特性可以提取出外界扰动力导致的微小电学变化，为超磁致伸缩微位移系统的闭环控制提供了基础。本文以直动型的超磁致伸缩执行器为研究对象，建立了自感知系统，初步实现了超磁致伸缩执行器的自感知功能。课题的主要研究工作如下：本文分析了磁致伸缩材料的伸缩机理及在外界力作用下的超磁致伸缩材料的磁畴偏转，深入探索逆磁致效应的产生机理，对于超磁致伸缩执行器的双向换能理论分析，针对目前广泛使用的基于线性压磁方程建立的磁-机耦合模型不准确的问题，建立了超磁致伸缩执行器的非线性磁-机耦合模型，进行了仿真建模；由双向换能理论可知可通过测量激磁线圈两端的感生电压实现力的自感知，因此需设计有效的电路提取激磁线圈的感生电压信号，本文采用电桥电路的解耦方法实现超磁致伸缩执行器的自感知，针对惠斯通电桥测量精度不高的问题，本课题提出基于开尔文桥路的自感知信号提取方法，并设计相应的放大及滤波电路便于自感知信号的提取；超磁致伸缩执行器的激磁线圈的等效电路是感性负载，然而本系统使用的电流源在驱动感性负载时，会有高频干扰成分，因此需设计相应补偿电路，保证电流源的良好的输出特性，有助于感生信号的提取；同时为保证执行的工作环境，以保证实验的测量的准确，本文设计了温度和磁感应强度的传感电路，实时监测磁致伸缩棒的工作环境，最终提取由于逆磁致效应导致的感生电压范围为0.5mV~1.2V，对应外界扰动力的变化率3.45×10~4~11.5×10~4，力变化率测量误差为6.3%。