为提高叶片气马达的恒转速控制精度，考虑采用高速开关阀调节叶片气马达进气腔的压力和流量。通过分析阀控叶片气马达系统基本结构和工作原理，搭建了叶片气马达周期性、离散的腔室体积模型，对其进行傅里叶级数展开，得到叶片气马达周期性、连续的腔室体积模型。结合叶片气马达运动学模型、腔室流量数学模型以及高速开关阀阀口流量数学模型建立了阀控叶片气马达系统的数学模型。采用PID控制算法对该阀控叶片气马达系统进行恒转速控制研究，仿真与试验结果对比表明：该算法具有良好的转速控制精度，同时也表明了所建立模型的有效性和可行性。