超磁致伸缩材料（Giant Magnetostrictive Material，简写为GMM）是一种具有双向可逆换能效应的新型功能材料。相比于传统的压电类执行器，GMM具有大应变、高频响、宽频带、高能量密度、大承载力、低压驱动、非接触控制等一系列优点，被广阔应用于主动降噪减振、精密驱动控制（定位）、高速磨削控制、微阀微泵等领域，但应用中，GMM所表现出来的强烈的磁滞非线性，严重降低了它的控制精度，在高阶和动态控制场合，尤为严重，阻碍了GMM的广泛应用。另一方面，随着现代科技的进步，在一些重要的检测、联结或传动场合出现了大量的非圆截面零件，其特殊的截面形状和精确的尺寸要求大大增加了它们的加工难度，也是制造业中亟待解决的难题之一。针对这些难题，本文深入展开对GMM高阶磁滞和动态磁滞的建模研究，提出了一种基于迟滞模型的复合前馈逆补偿方法，以提高超磁致伸缩执行器（Giant Magnetostrictive Actuator，简写为GMA）的精密驱动控制能力。　　第一章介绍了非圆截面零件加工系统的发展与现状，综合论述了国内外GMA研究与应用的概况，指出了目前GMA迟滞非线性建模和精密驱动控制策略研究存在的一些问题，提出了本论文选题的意义。　　第二章分析了GMM磁致伸缩效应的产生机理，研究了预压应力、负载、激励信号频率、幅值和波形等因素对GMM迟滞非线性的影响，为后续章节的分析和实验提供了部分理论基础。　　第三章引入了经典Preisach迟滞建模理论，考察了模型的基本特性，研究了该模型参数辨识过程中各环节对建模精度所造成的影响，采用了Savizky-Golay平滑滤波和拉格朗日二维插值等算法改进FOD(First Order Descending)数据处理的效果，实现了在相同或更少的实验数据下，明显提高模型的预测精度的目的;给出了一种基于FOD曲线的GMA迟滞逆补偿方法，实验表明，该方法能将明显改善GMA的开环控制精度，扩大了模型的应用范围。　　第四章研究了经典Preisach模型在建模GMA高阶与动态迟滞输出时的局限性及其产生原因。推导了一种非线性广义迟滞模型，放松了经典模型对迟滞系统提出的小滞环全等的严格要求，提高了经典模型对高阶滞回曲线的预测能力;深入研究了GMA动态迟滞建模理论，基于改进模型给出了一种基于动态修正函数的数值化实现方法，为实现GMA的动态精密控制提供了理论基础。　　第五章研究了一种基于动态Preisach逆模型前馈补偿的PID控制策略，采用基于迟滞逆模型的前馈补偿单元对由GMA迟滞非线性造成的跟踪误差进行了快速补偿，通过PID控制其对迟滞补偿后的剩余误差和其他各控制环节造成的干扰信号进行调节，以实现GMA的精密控制。进而针对非圆截面零件型线特征及其伺服加工需求，深入研究了重复控制器的内模原理，设计了一种基于迟滞模型和重复控制的复合前馈补偿控制策略。实验比较了开环、前馈补偿、前馈补偿+PID控制和复合前馈补偿+PID控制等多种情况下，GMA对期望位移输出序列的跟踪能力，实验结果表明，所给的方法可以明显改善GMA的驱动精度。　　第六章概括了本论文的主要工作内容和论文的创新点，并对今后的工作方向进行了展望。