数字液压在节能、可靠性、控制性能等方面较传统液压控制方法有巨大优势，高速开关阀作为数字液压中的关键部件，其研究近年来得到重视。设计了一种新型压电驱动开关阀，采用基于三角放大原理的滚针结构，对压电材料的输出位移进行放大，用于阀芯驱动。由于位移放大机构会导致输出力相应减小，传动后的驱动力难以克服静态液压力，设计了等径分离的阀芯结构来平衡液压力。理论分析和仿真结果表明，压电放大机构满足设计阀芯行程要求，且阀芯结构能有效减少静态液压力，符合提出的期望参数。

针对液压系统中阀芯位移需实时检测的设计要求，设计了一种基于分离元件的液压阀用位移传感器检测电路，并详细分析了正弦发生模块和解调模块的工作原理，然后将该电路与采用集成芯片AD698搭建的检测电路在线性度、滞环、输出电压的阶跃响应、正弦跟随特性以及稳定性方面进行了实验对比。实验表明，使用分离元件搭建的检测电路在动静态性能方面略差于采用集成芯片搭建的检测电路，但电路成本低，温度稳定性良好。

矿井提升机是联系井下与地面的关键设备，其安全运行直接关乎煤矿工人的生命安全。目前主要通过恒减速制动系统改善提升机制动性能，从而提高安全性，为此利用仿真软件SimulationX对矿井提升机的恒减速制动特性进行研究。通过试验数据对恒减速制动系统中的伺服比例阀的仿真模型参数进行辨识，对钢丝绳模型的准确性进行分析，在此基础上建立恒减速制动系统三维联合仿真模型，通过试验数据对仿真模型的准确性进行验证；通过积分分离PID控制算法改善制动初期的性能。研究结果表明该仿真模型是准确的，同时积分分离PID控制算法提高了制动初期的速度控制精度。

介绍了一种水压插装式三位四通电磁换向阀的工作原理，建立了水介质条件下插装式电磁换向阀的AMESim仿真模型，通过仿真优化得到插装式电磁换向阀的最优结构参数及其动态特性曲线，并加工出原理样机进行了试验研究。试验与仿真结果基本相符，证明该水压换向阀具有高压、大流量、响应速度快等特点，可广泛应用于海洋探索、海洋开发、海水淡化等领域。

随着控制技术和高效节能需求的发展，对机电液系统的控制性能要求越来越高，传统的数字仿真已无法验证控制算法的真实应用效果，而通过实际系统进行验证又费时费力。为了充分发挥AMESim软件在机电液系统建模、LabVIEW软件在上位机监控和VC＋＋软件在控制算法实现方面的优势，通过AMES-im与LabVIEW的接口和LabVIEW与VC＋＋的接口，基于联合仿真技术开发了机电液系统控制算法的验证平台。实验表明，上述平台可以在保证仿真精度的基础上有效地缩短控制器的开发周期。

栽人航天器环控生保系统中，迫切需要一种小型长寿、能可靠实现精确输送的柱塞泵，要求工作在空间微重力环境中稳定运行，并具有极低泄漏率和磨损率。往复动密封性能决定柱塞泵寿命、泄漏量、磨损率，针对相应特殊要求，开展水压往复柱塞泵的设计。借鉴传统油压往复密封理论与实践经验，设计一种适应低黏度水介质，容纳磨损颗粒物，确保低泄漏率，具有封间泄压机制的新型串联动密封结构。并采用有限元软件对主密封进行接触应力分析，根据介质压力与比压判据，确定最优的初始压缩量。考虑密封元件微观形貌，对雷诺方程进行数值求解，讨论成膜条件，确定合理量级的运动参数，以进一步优化密封结构。

为研发节能高效、经济实用的三侧缸内高压成形设备，设计了合模力可变且最大为10MN，三轴向进给、组合式充液胀形且最高胀形压力为300MPa的中小型内高压成形机液压系统，并对系统主要部件选型。将整机液压系统分为合模压机、充液胀形、轴向进给和下缸退料4个子系统，并基于AMESim对各子系统进行建模与仿真测试。在此基础上建立整机液压系统完整仿真模型，并应用工程成形实例进行仿真试验。仿真实验结果表明：系统设计合理，主要参数控制精度达到设计要求，设计的液压系统为研发此类装备提供参考。

针对巷道临时支护支架的推移油缸在工作面工作过程中承受的偏栽，设计了负载敏感系统与同步阀相结合的液压同步系统，使得推移油缸在承受偏载下也能达到较高的位移同步精度；使用AMESim仿真软件对该液压同步系统进行了建模和仿真分析，得到推移油缸的位移同步精度为0．68％；搭建了推移油缸液压同步系统的试验台，在推移油缸承受偏载下对液压同步系统进行了试验研究和分析，得到该系统推移油缸位移同步精度为1．32％，满足1．5％以内的设计目标。研究结果表明：负载敏感系统结合同步阀能在油缸承受偏载时抑制压力和流量的波动，保证流量不变，使得油缸同步运行，同时具有调速方便和节能的优点。

黏性制动器也称液黏制动器，相比于传统的干式摩擦制动器以及湿式摩擦制动器，黏性制动器由于将制动时产生的热通过内部液体转动耗散，且转子与定子间相隔距离较大，因此其散热较为均匀，且对转子和定子的磨损较小，制动器使用寿命较大。研究的目的在于明确涡轮式黏性制动器的制动过程影响因素。通过对现有的涡轮黏性制动器产品进行结构分析，建立一个合理的简化模型；通过涡轮式黏性制动器工作原理，推导其制动力矩公式；通过改变移动挡板位置转子输入转速分析各个工况对应的制动力矩；通过比较各个工况下的制动力矩以及制动器内部压力场、气穴分布提出一个较优的制动配置方案，有利于促进对于涡轮式黏性制动器的深入研究。

针对现有自平衡井下安全阀的自平衡时间和中心管下移时间匹配与协调的问题，建立自平衡安全阀振动力学模型，确定其输出的响应函数，推导了自平衡式井下安全阀开阀时自平衡响应时间与平衡阀的几何尺寸及位置之间的函数关系。通过实例分析了FYL型井下安全阀开启时的自平衡响应时间，为自平衡井下安全阀分段加压提供了指导，有效地改善了井下安全阀工作可靠性，也为自平衡井下安全阀的结构优化设计提供了参考。