为改善液压挖掘机动力系统因负载波动剧烈而导致的发动机效率低下,提出一种以蓄能器为储能装置,配合液压二次元件为辅助动力源的功率差值补偿式油液混合动力系统.辅助动力源实时补偿发动机目标工作点功率与时变工作液压系统负载功率差值.针对此系统,提出一种结合负载预测和发动机转速稳定PI控制的控制策略;采用一种实用的负载扭矩计算方法来进行负载预测,并以蓄能器压力与工作液压系统实际状况为依据来控制辅助动力源,使发动机稳定工作于高效燃油区.AMESIM仿真与试验研究表明：相较普通液压挖掘机系统,带有此混合动力系统的挖掘机发动机转速波动范围减小了20%~40%,有效提高了发动机的燃油效率.

为了实现混合动力液压挖掘机动臂势能回收,保证动臂下降过程的平稳性,提出基于Super-twisting滑模控制的以稳定动臂液压缸上腔压力为目标的能量回收控制方法.在建立关键元件的数学模型讨论能量回收时挖掘机动臂下降的平稳条件的基础上,针对上腔压力控制和下腔压力控制2种情况,对比分析外力扰动对下降速度的影响;设计Super-twisting滑模能量回收控制器实现压力的稳定控制,证明压力稳定滑模控制器的稳定性.通过AMESIM进行系统仿真,结果表明：以下腔压力为控制目标和以上腔压力为控制目标的液压挖掘机动臂势能回收控制方法能够满足动臂势能回收时平稳下降,其中,以上腔压力为控制目标有较好的抗外力扰动能力,且更容易确定控制目标.

采用交流伺服电机的新型伺服液压机与采用比例伺服阀的传统伺服液压机的控制方式是不同的：传统的伺服液压机采用的是比例四通阀控主传动缸，而新型伺服液压机是交流电机带动定量泵，采用泵控主传动液压缸。该文主要从泵控液压缸建立起液压伺服系统的数学模型，推导出系统的传递函数，并用MATLAB进行系统的动态特性仿真分析并得出结论，这对控制系统的设计和研究有重要的意义。