针对液压集成阀块内部孔网布局优化问题,建立以孔道路径长度和压力损失为目标的优化模型。结合液压集成阀块的结构特点提出了一种基于直角Steiner最小树结构的多端点布孔优化层分配连通算法,将三维孔网路径优化问题转换为平面端点集路径连通优化问题。先基于各端点空间坐标进行布孔层分配,再将各布孔层合并至同一平面内通过求解平面内最小Steiner树来达到孔网路径优化目的。在求解直角Steiner最小树时以Kruskal算法为基础构建了一种RSMT求解算法,随后将求解的RSMT各边匹配至端点对应的布孔层得出优化后的整体孔网连通路径。实例验证结果表明层分配连通算法可快速有效地进行阀块多端点连通布孔优化设计。

实时高效的实现矢量喷管偏转方位和喷口面积是喷管驱动机构的设计准则。针对以Cough—Stewart并联机构为基础的某典型轴对称矢量喷管（AVEN）驱动机构，建立AVEN驱动机构的空间运动学方程，采用同伦法进行驱动机构的运动正解和反解分析，获得机构参数与推力矢量方位和A9面积的关系。以A9转向控制环转角和出口截面形状为优化目标函数，建立AVEN驱动机构主要几何参数的多目标优化数学模型，将变权系数法与改进的遗传算法结合，对AVEN驱动机构进行了多目标优化设计，获得了最佳的机构参数，通过优化前后的参数对比分析证实了优化设计结果的合理性。

为了克服传统阀控液压系统由于其采用一根阀芯同时控制着进、出口油路,而造成的能耗大、效率低,出现了负载口独立液压系统。在负载口独立液压系统运动控制的研究中,大多采用电液压差补偿方法,此种方法具有计算量大、方法复杂、成本高等缺点,为此,本文分析了机液压差补偿方法的工作原理及其特点,根据机液压差补偿方法的原理,采用5个二位二通比例阀作为主控制阀,选用压力补偿器对进口控制阀两端的压差进行补偿,配以梭阀、换向阀、过载补油阀等辅助元件,设计了基于机液压差补偿的负载口独立控制阀,以及挖掘机工作机构负载口独立液压系统,并搭建了实物试验平台,从而为后续负载口独立液压系统的控制特性研究提供了良好的试验基础。