現在應用最廣的是以機械串聯、電學並聯方式極化而成的多層壓電陶瓷驅動器。當在驅動器上施加恒定壓力時，其壓電方程可以表示為：△L-Nd33V。式中，N為陶瓷疊層數；d33為壓電常數；V為所加的電壓；△L為沿厚度方向所產生的位移。

 

圖1為鎢青銅系列壓電陶瓷驅動器在開環控制下實際測量得到的壓電陶瓷電壓-位移曲線，從中可以看出，當電壓從最大值開始減小時，其位移不是從上升的位移曲線返回，而是出現了較大的位移滯後，特別是在50V的控制電壓下，相同輸入電壓對應的位移滯後已經達到0.231μm。

 

這種電壓-位移間的滯後關係就是壓電陶瓷驅動器的遲滯特性。這是因為，只有當材料是單晶單疇狀態且處於弱電場時，d才為常數。但是對於由多晶體構成的壓電陶瓷材料來說，由於其組成晶體存在著大量的電疇，當存在強電場作用時，電疇的轉向運動使得d不再是常數，而成為了隨電場強度E變化的函數。這樣，驅動器所產生的位移量不僅與電壓有關，並且還與變化的壓電常數有關。當電疇處於轉角為180°的狀態時，當其反轉時$驅動器不會產生位移滯後現象；但是當電疇處於轉角為90°的狀態時，當電壓下降時，90°疇的反轉就會使驅動器在平行或垂直於電場方向上的位移量成非線性增加，而這也就導致壓電陶瓷驅動器出現電壓-位移遲滯現象。

 

根據以上的原理分析可得，非180°電疇的存在直接導致了壓電陶瓷遲滯特性的形成。為了改善這部分電疇的工作狀態，我們考慮在控制時使驅動電壓的改變不再是單一的上升或下降，而是通過在目標電壓附近的高頻往復振動，再達到目標電壓值。這樣即可以使電疇的轉向不再按照單一的規律變化，而成為多次的往復轉向，使它盡可能接近180°電疇的特性，從而達到降低遲滯的作用。根據以上分析，我們設計了如圖2所示的“抗遲滯”驅動方式，並編寫了相應的控制軟體，作了大量的實驗。