本文为提高作者所在研究室已开发的二维并联压电微动平台的静动态特性，对其进行了结构改进及多目标尺寸优化，对结构改进及尺寸优化后微动平台的静动态特性进行了有限元分析及实验测试，具体的研究工作如下：首先，已研制微动平台的结构改进及尺寸优化。针对已研制微动平台位移解耦部分结构上的不足，进行了改进设计，消除了平台的位移耦合；为使结构改进后微动平台在保证最大给定输出位移的情况下刚度最大，基于等截面悬臂平面曲梁的变形理论以及线性加权组合法，建立了结构改进后微动平台的多目标尺寸优化数学模型，并采用基于K-T方程解的序列二次规划法对模型进行了求解，获得了满足要求的圆弧形柔性薄板的最优尺寸，即半径为32.9mm，厚度为0.5mm，高度为10.1mm。其次，结构改进及尺寸优化后微动平台静动态特性的有限元分析。采用有限元分析软件ANSYS及Workbench，对结构改进及尺寸优化后微动平台的输出位移、应力等静态特性以及模态、频率响应、阶跃态响应等动态特性进行了分析，初步获得了其静动态特性。静态特性分析结果表明：在500N的最大驱动力作用下，其最大输出位移为31.7μm，满足最大输出位移至少为30μm的设计要求；在台面受到100N的铅垂载荷作用下，其z方向的最大变形为1.46μm，略大于z方向最大变形不超过1.0μm的设计要求；在500N的最大驱动力及100N的铅垂载荷作用下，微动平台的最大应力远小于其许用应力。动态特性分析结果表明：尺寸优化后微动平台的固有频率比已研制微动平台最低（平台可动部分沿x或y方向移的动固有频率）提高约230Hz，最高（平台可动部分绕z方向旋转的动固有频率）约提高500Hz；在5μm的阶跃输入位移下，尺寸优化后微动平台的响应时间为0.8ms，位移振荡的最大振幅为0.26μm，在12m s后振荡结束，均优于已研制微动平台。在结构改进、尺寸优化、有限元分析的基础上，制作了微动平台实物。最后，结构改进及尺寸优化后微动平台静动态特性的测试。通过实验对结构改进及尺寸优化微动平台的输出位移、位移耦合、频率响应、阶跃响应等动静态特性进行了测试，进一步获得了其静动态特性。静态特性测试结果表明：在150V的压电执行器最高驱动电压作用下，尺寸优化后微动平台x、y方向的位移分别为13.7μm、12.6μm，这两个位移略有不同，主要是由平台的加工误差所造成的；结构改进后微动平台x、y方向的位移耦合分别为0.47μm、0.50μm，远小于结构改进前的3.18μm、4.19μm减小，结构改进后微动平台的位移耦合主要是由于用来预紧压电执行器的预紧螺钉的预紧力并非同驱动方向完全一致，从而使微动平台可动部分产生偏转所造成的；动态特性测试结果表明：尺寸优化后微动平台x、 y、 z方向的固有频率分别为1.725kHz、1.725kHz、1.781kHz，其中x、y方向均高于已研制微动平台的1.35kHz；尺寸优化后微动平台x、y方向的响应时间分别为10ms、20ms，大大低于已研制微动平台的180ms、270ms。