综合论述了电液比例控制系统的构成、分类和特点 ,回顾国内外电液比例控制系统发展历史 ,展望电液比例控制系统的未来发展趋势。

针对电液位置控制系统在负载弹性刚度含有负值时系统出现不稳定现象,以及外负载力方向切换时干扰大而导致系统定位刚度差等问题,对负载弹性刚度为负值的电液位置控制系统构成及其数学模型的分析。采用二阶微分正反馈补偿的方法可以消除负载弹性刚为负值时对系统造成不利的影响。液压弹簧刚度处于最小值时,系统稳定性差、响应慢,在此情况下对系统进行建模仿真,得到的系统特性曲线表明采用二阶微分正反馈补偿后系统稳定且拥有足够的稳定裕量,系统能够达到3 Hz以上的频宽。

机电伺服系统存在较多不确定性,制约了系统性能提升。已有非线性控制方法虽可处理系统不确定性,但往往不能满足系统高频跟踪要求,而传统线性频宽控制方法又往往缺乏主动补偿不确定性的手段。针对机电系统参数未知又受时变干扰的情形,设计了一种L1自适应非线性控制策略,不仅有效补偿了系统不确定性,而且实现了非线性控制器与线性频宽参数的一体化设计。鉴于L1自适应控制策略依赖全状态反馈,又对测量噪声敏感,进一步搭建了跟踪微分器,快速跟踪速度信号动态特性的同时抑制了噪声,针对机电伺服系统的特点实现了跟踪微分器与L1自适应控制的有效融合。最后,对比仿真结果验证了算法的有效性。

针对超磁致伸缩伺服阀的结构特点，研究了其参数设计规律，建立了超磁致伸缩伺服阀集中参数数学模型和动态仿真模型。通过仿真研究得出了该伺服阀主要设计参数对其动态特性的影响规律及其稳定性特点，通过对主要设计参数的优化表明，在-8dB幅值稳定裕量下超磁致伸缩伺服阀幅频宽可以达到近700Hz。

建立了高频响比例电磁铁的数学模型并进行实验和仿真结果表明：限制高频响电磁铁频宽的关键因素是比例电磁铁线圈的电感。通过在放大器中采用电流负反馈和PD校正环节两项措施有效克服了电磁铁线圈电感对比例电磁铁频宽的影响提高了比例电磁铁的频宽。

利用超磁致伸缩材料研制的一种新型高响应的电-机转换器取代传统力反馈电液伺服阀力矩马达，同时利用传感器将反馈方式由力反馈改为电反馈从而设计了一种新型超磁致伸缩电液伺服阀，并建立了其数学模型及其动态仿真模型，通过一组原始数据分别对两种电液伺服阀进行了参数设计与仿真。仿真结果分析表明超磁致伸缩电液伺服阀较传统力反馈电液伺服阀具有高频响、高精度等显著优点。

设计了一种新型超磁致伸缩执行器驱动的喷嘴挡板伺服阀，基于超磁致伸缩材料磁机耦合理论建立了该伺服阀的数学模型，推导了其简化传递函数、稳定性判断准则及稳定裕量计算公式。最后对超磁致伸缩伺服阀的静动态特性进行了理论研究、仿真实验并与传统喷嘴挡板伺服阀进行了比较，证明了该新型伺服阀具有高频响、高精度、稳定裕度大、静态特性和线性度好等显著优点，并得出了提高超磁致伸缩伺服阀性能的具体途径和方法。

利用最优控制理论对液压调速系统进行设计，首先对Q矩阵进行优化，然后寻找最优控制律U（t），对液压凋速系统进行最优控制，使系统响应速度最快，提高了液压调速系统的精度。