地震勘探是石油与天然气资源的重要勘察手段,传统地震勘探采用炸药作为勘探震源,对环境破坏严重,且有一定的危险性。常用的陆地可控震源激发波形可控,可实现高分辨率地震探测,而且对环境没有破坏性。其中,电磁驱动式可控震源通过交变的电磁场驱动铁磁材料产生激震所需的推力,具有轻便、安全等特点,适于进行浅层地震勘探,但却存在激发信号能量较弱、信噪比低等缺点。为了解决这一问题,本文研究将超磁致伸缩换能器用作电磁驱动式可控震源的振动元件,由于超磁致伸缩材料与一般铁磁材料相比,具有更高的磁机转化效率,因此超磁致伸缩换能器作为可控震源的振动元件可以取得较好的激震效果。为了满足超磁致伸缩换能器激发产生的扫描信号相位和幅值要求,本文对超磁致伸缩换能器的电磁驱动部分和震源平板-大地耦合系统部分进行了研究,主要工作包括以下几点：(1)比较了几种描述磁滞现象的理论模型,并结合扫描信号驱动超磁致伸缩换能器的工作情况,将换能器的磁滞现象视为相位滞后,使用延时环节予以描述,结合未考虑磁滞的系统线性模型,得到了磁致伸缩换能器的数学模型并进行了仿真验证。(2)采用Lysmer方程作为平板-大地耦合系统的振动模型,应用四阶龙格-库塔方法求解得到了耦合系统在扫描信号负载驱动下的输出响应,并依据幅频响应曲线分析了影响系统振动特性的因素。(3)根据可控震源地震勘探对扫描信号无相差滞后的控制要求,采用相位补偿加PID反馈的方法对超磁致伸缩换能器进行了控制补偿。通过相位补偿的方法使换能器的输出位移和输入电流同相,并应用PI[)反馈进一步降低了换能器的输出位移误差,改善了系统的响应特性。实验结果表明,本文采用的控制策略可以有效的消除在宽频程扫描信号驱动下超磁致伸缩换能器输出信号的滞后。