水液压数字阀的阀芯工况恶劣，对材料的强度和耐磨性都有较高要求。针对水液压传动对数字阀元件的要求，从实用角度出发，采用氮化硅陶瓷材料制造阀芯，能够发挥其强度高、硬度大、耐磨性能好及不受腐蚀影响的优点，通过抗磨试验研究了氮化硅陶瓷阀芯的磨损情况，并通过Matlab／Simulink软件对装有陶瓷阀芯的水液压数字阀的动态性能及输入输出特性进行仿真分析。研究结果表明：用氮化硅陶瓷制造的水液压数字阀的阀芯耐磨性好、磨损率低；装有陶瓷阀芯的水液压数字阀具有良好的动态特性及输入输出特性。

根据生产需求，对法兰盘状零件的孔加工进行自动化改造，控制系统选用西门子S7-300 PLC，驱动部分采用液压系统，使用调速阀和5个二位二通阀组成一种数字阀用于刀具进给精确控制，实现多速度工进，解决生产实际问题。

数字阀的工作原理是驱动机构直接驱动阀芯运动,其动态性能由驱动机构决定,其中驱动机构集成了伺服电机和滚珠丝杠。由于集成了滚珠丝杠,一定程度上增加了驱动机构的转动惯量,进而影响了驱动机构的动态响应。区别于传统PI控制,引入了一种新型的二阶线性跟踪微分器,它在传统线性跟踪微分器的基础上进行了简化,在保证其动态效果的基础上降低了多参数调节的难度,实验结果表明,这种控制方法很好的解决了传统PI快速性和超调之间的矛盾。

介绍了全数字式电液控制系统的实际应用，并分析、比较了三种电液控制系统的工作原理与系统组成；通过比较模拟式与全数字式两种电液控制系统，表现在计算机实时控制系统中，电液控制系统发展方向应为全数字式。

介绍了数字阀阀心运动特性的测试台，测试原理及硬件组成模块，给出了实验结果。在步进电机的分级连续跟踪控制方法下，能够快速、方便地测出阀心的运动特性。

传统2D数字伺服阀是一种采用单伺服螺旋机构将阀芯的旋转运动转换为阀芯轴向运动的阀.在采用2D数字阀作为先导阀的过程中,其在大行程下响应速度与现有国际先进水平还存有一定距离.为了提高2D数字阀在大行程的情况下的响应速度,引入双作用螺旋来实现功率放大.双作用螺旋伺服阀在2D阀的基础上于阀芯右侧台肩处增开一作用螺旋槽,使得左右敏感腔在压力差动变化,提高阀芯加速度,进而提高了响应速度.在建立数学模型之后,在MATLAB中对其性能进行了仿真.通过仿真,在21 MPa的压力下,3 mm的阶跃输出能够在2 ms下实现.

介绍了基于CATIA软件平台，设计2D数字阀的模块化设计思想。首先阐述了模块化设计方法的原理，然后根据产品的功能要求对2D数字阀进行模块划分，利用CATIA软件平台，设计出产品相应模块的机械结构，从而缩短设计周期，提高产品稳定性，降低经济成本。

计算机技术、集成传感技术的日臻完善,为微电子技术与流体传动技术的融合奠定了基础,并对简化控制系统起到重要作用。将PWM高速开关阀作为数字阀应用于A10V轴向柱塞变量泵中,组成数字控制变量液压泵,在不添加D/A模块时,能够接受数字信号,实现液压泵的变量控制。通过设计流量补偿控制系统,利用AMESim软件对数字泵进行了流量控制系统仿真,获得了数字泵的变量控制特性。

为提高数字伺服阀的频率特性和响应速度,对弹射系统用φ6通径,2D数字阀选用低惯量的两相混合步进电机作为其电-机械转换器,介绍了其工作原理并设计了2D数字伺服阀专用DSP控制器,采用电流和位置双闭环算法对其性能进行了实验研究。实验结果表明,该电-机械转换器在幅值100%最大阀开口的阶跃信号输入下,上升时间为5 m s;正弦输入信号下,对应-3 dB的频宽分别约为305 Hz;其频响高于同类数字伺服阀用电-机械转换器。

结构静力试验是研究复杂工程构件静特性的重要手段，是鉴定产品结构的设计静强度的主要方法。电液伺服静力加载系统是进行静力试验的关键设备。设计一种基于直动式数字阀的电液力伺服加载系统，采用了直动式数字伺服阀与经典PID控制相结合，提高了系统的加载精度与动态响应速度，取得了比较好的实验效果。