压电陶瓷正被应用到医疗器械中,大到由精密定位装置组成的精密手术台,小到用于人体内药物运输的微泵和用于体外检测人体内部病变的超声传感器,压电陶瓷本身的压电性能、快速响应和精密定位等优良性能,都能满足医疗器械中驱动器或是传感器的要求。但压电陶瓷本身固有的迟滞非线性特性,为其在定位精度的提升上造成困难,同时也限制了其往超精密定位领域的发展。针对传统PI(Prandtl-Ishlinskii)模型在对压电迟滞建模方面的精度不高、参数辨识困难等问题,本文首先以压电陶瓷PZT-5H为例,提出了改进型的MPI模型,经仿真和实验验证,本文提出的MPI模型能够改善传统PI模型的缺陷。为进一步验证MPI模型,在压电二维定位台P11上对其进行迟滞补偿和控制研究,也取得了良好效果。论文的主要工作与成果如下:1)以典型压电陶瓷PZT-5H为例,测试其迟滞曲线,根据迟滞曲线的“凹凸”性和斜率特性,并结合其“回程零点”,提出了一种单边多斜率MPI迟滞建模方法。MPI模型和PI模型相比,对迟滞曲线的拟合以多斜率曲线来代替传统PI模型中的单斜率曲线拟合,能够极大提高迟滞曲线的拟合精度,同时减少需辨识参数的个数。2)研究了压电迟滞建模的模型参数辨识算法,对二次规划算法和粒子群PSO算法进行了比较。并利用优化后的模型辨识参数,对PZT-5H迟滞曲线的PI模型和MPI模型进行了仿真分析,结果表明MPI模型比经典PI模型的平均绝对误差减小了 78.6%,均方误差减小了 74.6%。3)为验证MPI模型的有效性,搭建PZT-5H迟滞补偿控制实验台,利用MPI逆模型进行前馈控制补偿,实验结果表明,加入逆模型前馈控制后的均方误差控制在压电陶瓷总行程的0.8%以内。4)为进一步验证MPI建模方法,在二维压电平台P11上对MPI进行必要的简单修正后,通过仿真及实验表明,MPI模型对不同的压电平台都具有良好的适应性,且也能够取得较高的定位控制精度。