滑阀的内泄漏会使阀控缸系统中的油缸活塞产生自行动作,为减小滑阀内泄漏量,在影响滑阀内泄漏的诸多因素中,选择了易于实现且成本较低的方案——增大滑阀阀芯和阀套的搭接量,同时为了弥补死区以及滑阀工作锐边变钝对滑阀性能的影响,基于数字伺服阀,采用分段变增益的流量增益补偿方案对滑阀中位的线性补偿技术进行了研究。经试验表明,降低滑阀内泄漏及滑阀中位线性补偿方案有效的保证了滑阀的低泄漏及空载流量增益的线性特性。

为解决传统数字阀驱动复杂、可靠性低、控制驱动器体积大等问题,设计了一种偏心拨杆数字阀用位置控制驱动器。该控制驱动器以STM32F103RET6作为控制核心,以LMD18200智能模块作为驱动单元,采用模拟霍尔位置传感器检测电机转角位置,通过控制有限转角电机,进而实现对偏心拨杆数字伺服阀的驱动。介绍了伺服系统的总体方案、系统硬件、软件设计及控制算法,并对系统样机进行了试验。试验证明,该伺服控制驱动器集成度高,体积小,能够实现高精度、高动态的位置伺服控制。

数字阀的工作原理是驱动机构直接驱动阀芯运动,驱动机构集成了伺服电机和滚珠丝杠,伺服控制器实现对驱动机构的精确控制,驱动机构的动态和静态特性决定了数字阀的动态静态特性。伺服控制器硬件设计采用了TI公司的TMS320F28069作为主控芯片,DRV8332作为驱动芯片的架构模式。同时,在软件算法上,引入了变增益和分段式PI的控制方法实现了对数字阀死区的有效补偿。实验结果表明,这种控制技术很好的满足了数字阀的性能要求。

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。

数字伺服阀是未来伺服阀发展的一个重要方向。数字伺服阀大多采用驱动机构直接驱动阀芯滑动的方式。驱动机构的动态性能很大程度上决定了整阀的性能，根据负载特性和实际应用对高动态的要求，在传统PI控制的基础上，加入了前馈控制器，并对其进行了控制算法理论模型等效、幅频和相频分析、程序算法设计及具体实验验证，实验结果表明，前馈控制的引入有效的改善了数字阀的动态性能。