介绍了一种２Ｄ数字换向阀的工作原理，然后建立其动态数学模型，并按照线性系统的理论，分析了步进工作状态下的动静特性。实验结果表明在步进电机正常工作的状况下，线性化的分析方法能有效地反映２Ｄ数字阀的实际工作状态。文中同时也指出了步进式数字阀所存在的问题。

针对阀控电液位置伺服系统的非匹配干扰抑制问题,将滑模控制理论与反步递推控制器设计方法相结合,提出一种滑模反步递推控制方法;在滑模反步递推控制算法设计过程中,提出一种新的光滑连续的滑模控制律;对所提控制算法的稳定性及跟踪误差的收敛性进行理论及定量分析,并对该控制方法的可行性及有效性进行联合仿真验证。研究结果表明:该算法能够有效抑制未知非匹配干扰与输出抖动,其跟踪效果明显优于反步控制器以及PID控制器的跟踪效果。

电液伺服系统具有高度非线性,且模型存在大量不确定性,设计的控制器易出现抑制干扰能力差和轨迹跟踪精度低等问题。为此,设计了一种基于自适应的积分鲁棒控制器,用于对重载机械臂的阀控马达进行控制。通过不连续参数映射实现参数自适应,改善参数不确定性。利用误差符号积分项,补偿外干扰的不确定性。仿真结果表明:该控制器具有良好的干扰抑制能力,能显著地提高电液伺服系统的跟踪精度。

电液伺服系统广泛应用于机械设备中,伺服阀是电液伺服系统中的关键元件,非对称伺服阀的出现为阀控非对称伺服油缸电液伺服系统的设计提供了新的选择。采用孔口流量方程和流量连续方程分析了伺服阀非对称结构和对称结构分别控制非对称伺服油缸时伺服油缸两腔的压降情况,得到了2种设计结构非对称伺服油缸两腔的压降指标。结果表明,在合理选择伺服阀阀芯结构和伺服油缸结构匹配时,可以有效减少伺服油缸两腔的压降,减少功率损失。对三轮旋压机横向进给电液伺服系统进行分析,优化了系统压力和电机功率,通过压力传感器检测非对称伺服油缸两腔的压力验证了理论分析的准确性,为电液伺服系统伺服阀阀芯结构和伺服油缸结构的合理匹配设计提供了理论支持。

设计了深海压力釜压力模拟控制系统,针对大容积、高精度、实时响应的压力控制要求,提出了油囊式压力模拟控制方式.压力模拟控制系统中设计了带油囊的油水隔离腔,通过油囊实现了油水隔离和压力传递.采用电液伺服技术实现了大容积压力釜内水压的高精度、实时压力控制,并通过压力试验有效地验证了所设计控制系统的可行性和先进性.该系统可应用于水下滑翔机耐压外壳承压性能、密封性能和压力的模拟测试方面的研究.

引风机作为火电厂的重要辅助设备,多在高温、高压、强振动等恶劣环境下工作,对液压控制系统的可靠性和稳定性要求很高,因此调节引风机风量的电液伺服控制系统也必须具有较高的控制性能。通过设计基于模糊控制的PID控制器,用以提高系统的控制性能。与不加控制器和加入常规PID控制器对比分析,采用模糊PID控制在保证系统稳定的基础上,提高了系统的响应速度和控制精度。

为提高电液伺服系统位置控制跟踪精度,提出一种基于平整度设计方法的控制策略,该设计方法不需要对系统状态变量求导,因而,传感器测量噪声及未建模特性不会被放大,进而可以提高电液伺服系统位置跟踪精度,并且控制方法的设计过程简易;为验证提出的控制器的有效性,搭建了电液伺服系统实验台,对提出的控制策略进行了实验研究,结果证实,与反步控制器及传统的PI控制器相比,提出的控制器能更有效地提高了电液伺服系统位置跟踪精度。

针对于电液伺服系统的输出约束问题,提出了将反步控制和障碍李雅普诺夫函数相结合的控制方法来设计控制律。障碍李雅普诺夫函数在解决非线性系统中的状态和输出约束上有较为突出的贡献,当状态或者输出约束达到一定的约束限制的时候,整个函数就会趋于无穷大,确保了在系统运动过程中约束限制被破坏的可能。通过构造关于状态变量和期望值误差的方法,得到了确保系统能够渐进稳定跟踪期望的3个控制律,并保证系统在李雅普诺夫议意义下是稳定的。最后,通过数字仿真验证了该方法的可行性。