该文在利用伺服螺旋机构实现单个阀芯的双自由度的2D结构基础上，提出了一种微小型4通径的2D数字伺服阀。该阀较其他类型的微小型伺服阀，结构更加简化，具有体积小重量轻抗污染能力强频响高等优势。该文对该阀进行了结构分析，并建立了力学模型，搭建实验台进行静态及动态特性分析。实验结果表明，该阀具有良好的静动态特性，其滞环小于1％，在25％满量程的正弦输入信号下，-3dB、-90°处的频宽约为130Hz。

关于液压系统的谐振现象传统流体理论介绍的不多仅仅提出当机械系统的固有频率和液压系统的工作频率相接近时会发生谐振现象。针对单轴高频电液振动台出现的谐振现象运用能量守恒原理对其产生的谐振现象进行了理论分析并在2D激振阀不同惯性负载以及不同轴向开口作用下对单轴高频电液振动台输出的谐振波形进行了仿真研究。并利用数字伺服阀调节液压缸无杆腔的容积实现液压系统固有频率的改变从而使得电液振动台能够正常工作在不同的谐振频率点。

介绍了2D电液转阀式换向阀的工作原理,提出了一种2D电液转阀式换向阀的设计方案;应用缝隙流动原理,对2D电液转阀式换向阀阀芯在偏心情况下的径向卡紧力进行系统理论分析,得到阀芯液压卡紧力的理论计算公式;运用MATLAB软件进行数值计算,得出阀芯径向卡紧力与偏心角位置和高低压槽口夹角的关系。

针对传统的力矩马达结构复杂散热性能差等缺点在2D阀基础上提出了一种新型的湿式力矩马达设计了机械结构阐述其工作原理并对力矩马达进行电磁仿真确定合理的磁路通道。对关键零件弹簧杆的力变形进行分析确定弹簧杆参数。最后搭建专用的实验装置对力矩马达的性能进行实验研究。实验结果表明：在极靴距离衔铁表面0.5mm单个线圈通入0.5安培的电流时阀芯产生正负0.9°的角位移力矩马达具有良好的静动态特性。

2D数字伺服阀独特的结构使其具有体积小、重量轻、抗污染能力强等优点，但其性能在很大程度上取决于其控制器的性能。该文提出了2D数字伺服阀电-机械转换器的位置和电流双闭环控制原理，以TMS320F28335为主控芯片，用全桥驱动芯片DRV8432驱动电机，用电流检测传感器ACS712检测电流，设计了2D数字伺服阀的控制器，实现了2D数字伺服阀电—机械转换器的快速无失步地在任意位置定位，兼具高响应速度和分辨率，同时提高了集成度，减小了控制器的体积。该控制器具有良好的动静态特性，实验表明，电—机械转换器的频宽为250Hz，上升时间为5.3ms；2D数字伺服阀的频宽为180Hz，上升时间为6.5ms。

为了提高2D比例伺服阀的动态特性，电-机械转换器起到了关键的作用。该文采用空心杯直流电机作为该阀的电-机械转换器，并设计了一款基于STM32F405为控制核心的嵌入式数字控制器，并将控制器内嵌于阀的端盖中，实现了一体化，采用电流-位置双闭环PID控制算法实现了对电机转子的定位。实验结果表明，该系统能够实现空心杯电机转子的精确定位，并有效提高2D比例伺服阀的频率响应和阶跃响应。