为解决传统方法存在的高速开关阀动态特性获取困难及实用物理意义不明确等问题，提出了以控制腔压力转折点为标志，以开关压力传递延迟时间与充放气过程压力建立时间来描述高速开关阀的动态压力特性．基于高速开关阀的电磁、机械、气体传动3个组成模块建立了数学模型，通过Matlab仿真对阀控压力腔容积大小、阀芯横截面积等影响高速开关阀动态压力特性的因素进行了分析，并研制了一高速开关阀动态压力性能测试平台以验证数学模型的正确性．试验与仿真结果吻合，表明所建立的模型和测试系统是有效的．当管路长径比为10-15时，阀控腔动态压力特性可以较好地反映阀芯开启与关闭延迟时间．

压缩空气动力汽车采用压缩空气发动机作为动力源,可以实现零排放,是真正的环保汽车.压缩空气动力汽车的动力系统与普通内燃机动力汽车相比具有一定的特殊性,该文在对气动汽车的特点进行分析的基础上,提出了气动汽车动力系统的设计方案,并装车进行了整车试验.

分析了包括电磁阀、流量阀、调压阀、气缸、电磁铁、真空发生器、真空调压阀、气源处理器等气动元件多种重要性能的测试方法,引入模块化设计思想,对系统硬件和软件进行模块化设计,采用流水线处理技术提高系统吞吐率,开发了集传感器技术、工控机和虚拟仪器于一体的气动元件多参数测试平台,通过模块化组合,能完成各种气动元件多种性能的自动化测试。试验证明,该测试平台功能齐全、通用性能好、测试精度和效率高、扩展和维护方便。

该文通过对几种国外气动紧凑型阀岛的研究和比较，设计开发了全新的气动紧凑型阀岛，它采用了全新的阀芯过盈密封结构，使用标准螺线管阀作为先导阀，并进一步实现了气复位，具有较长的使用寿命和较高的可靠性。经过测试，其主要性能完全达到使用要求，与国外产品并无明显差距。

对于气动伺服系统的实时反馈控制，流通截面在控制过程中是变化的，而目前常用的阀口稳态流量公式是流通截面在实验过程中保持不变的气动元件，且气体在元件内部的流动是定常流动。为了寻找一种便于非线性控制器设计的质量流量公式，保持公式分段函数连续性与可导性，该文通过对圣维南质量流量公式的流量系数进行参数线性化与对临界压力比进行修正，提出了一种改进型气体质量流量公式。将实际的压力微分与由质量流量公式计算所得的压力微分进行对比十分吻合，试验结果表明了所提出改进型气体质量流量计算公式的有效性。

为获得气动伺服系统比较精确的模型参数,有必要对中位电压、固定容积和泄漏流量进行参数辨识.根据相同控制电压下端口A和端口B的稳定压力不同的物理现象,通过2条压力稳定比值曲线求取偏移量的最小值来获得比例阀的中位电压;根据无杆气缸始端和末端的压力响应曲线不同但稳定压力相同的物理现象,通过压力相同则泄漏的质量流量相同来求取无杆气缸的固定容积;同时,为描述阀口开启交界处的快变的质量流量且克服泄漏流量公式与阀口质量流量公式的不连续问题,将泄漏流量转化为一种泄漏面积意义的拟合.试验表明,上述结构参数和特性参数的辨识,减小了模型不确定,提高了自适应鲁棒控制器的控制精度且控制量非常光滑.

针对微小流量难以测量的问题研制成功了全自动微小流量测试仪用来自动测量通过毛细管的微小流量.该仪器以空气作为工作介质使用自行研制的以PLC为核心的自动控制系统间接测试微小流量.本文主要阐述了测试系统的基本工作原理分析了系统的特性介绍了仪器的实际物理构造.

本文介绍了用于检测ABS柱塞泵性能的测试系统的设计和开发本系统实现了对ABS柱塞泵各种性能的自动测试为其提供了快速、准确、安全、可靠的在线检测系统.

提出了广义脉码调制液压伺服控制，研究了用开关阀代替比例阀或伺服阀实现液压伺服控制的理论和方法。分析了开关阀控非对称液压缸伺服系统的动静态特性。为减少力负载对液压位置伺服控制精度的影响，设计了负载观测器；利用观测出来的等效负载进行反馈控制，抑制力负载干扰的影响，提高液压位置伺服控制的精度。

针对高速开关阀控气动位置伺服系统所具有的模型参数不确定性、不确定非线性以及外干扰为实现气缸的高精度运动轨迹跟踪控制设计了基于标准投影映射的自适应鲁棒控制器。该控制器通过在线最小二乘参数估计来减小模型中参数不确定性利用基于反步法设计的非线性鲁棒控制来抑制参数估计误差、不确定非线性以及外干扰的影响从而保证一定的瞬态性能和高的气缸运动轨迹控制精度。由于运用了标准投影映射以保证在线参数估计有界控制器的两个部分可以独立进行设计。试验表明所设计的控制器能获得良好的轨迹跟踪控制性能对干扰具有较强的性能鲁棒性系统跟踪幅值为0.09 m频率为0.5 Hz的正弦期望轨迹时最大绝对跟踪误差为1.51 mm标准跟踪误差0.72 mm。