现今主流的标准结构的超磁致伸缩换能器普遍采用电流励磁法进行磁场建模，这种方法存在着精度不高，重复性较差等缺点。而本文在换能器磁场建模上采用的磁荷法则具有磁滞和非线性小、精度高、重复性好等优点。根据电磁场理论和课题组研制的换能器内部实际磁路结构，建立了换能器的空间磁场模型，为换能器的基于磁感应强度的控制模型提供了较为方便的理论基础，弥补了原有磁路分析法的不足，进一步改善了基于磁场强度的控制模型理论。并通过MATLAB等数学工具对理论模型进行仿真，讨论了换能器内部磁场的一些性质，为换能器磁路设计提供了良好的理论基础，此部分是本文的重点工作之一。 在对超磁致伸缩换能器工作原理和空间磁场的理论分析的基础上，对其静、动态特性进行实验分析。其中静态特性实验包括电流．输出位移实验、预应力．输出位移实验、电流．输出力实验和滞回特性实验，动态特性实验包括动态位移输出实验、动态输出力实验。通过对实验数据的分析，用图示的方法对所建立理论模型进行了验证。 本文的又一重点工作是从能量的角度推导超磁致伸缩材料的非线性本构关系，并指出了超磁致伸缩材料在工作时，其本构关系本质上是非线性的，只有当超磁致伸缩材料工作下无预压应力作用的情况下，才可以采用简化的线性压磁方程来描述它的动力学行为。接下来分别根据线性和非线性压磁方程推导出的边界条件，在对换能器的数学模型求解后分别进行了动力学特性的讨论和对比。最后，根据课题组研制的超磁致伸缩材料换能器结构和工作原理，给出了其机电耦合模型，并建立了其动态特性模型，利用MATLAB中的SIMULINK模块构建了仿真模型并对其动态特性进行了仿真研究，用以对比其空间磁场理论模型和实验数据的误差。 最后，简单阐述了机电模拟的理论，并根据第一类机电模拟理论建立了超磁致伸缩材料的等效电路并求出了相关的电气参数的表达式。接着根据第二类机电模拟理论建立了换能器的机电模拟网络，通过对等效电路的分析，应用曲线拟合理论的最小二乘法原理对实验数据进行拟合，得到了在全频率下的拟合数据，并根据这些数据最终确定了超磁致伸缩换能器的机电模拟网络参数。