单杆液压缸电液位置伺服系统由于结构紧凑,被工程界大量应用,但是其结构不对称,数学模型复杂,很多因素无法通过数学方法精确分析,针对这个问题,利用Matlab/Simulink多领域物理建模的方法,建立了单杆液压缸电液伺服系统的物理模型,对其性能研究分析。分别输入正弦信号和方波信号,得到响应曲线图和Bode图。仿真结果表明:单杆液压缸电液位置伺服系统物理模型可以直接根据工作原理添加对应的元件以及环境影响因素,模型精度高,不需要传递函数,仿真的结果也更为准确,更接近实际情况,有利于分析电液位置伺服系统控制性能,具有更好的参考价值,提高了系统模型仿真的准确性。

射流管力反馈两级电液伺服阀常用数学模型为单输入单输出的三阶或二阶简化传递函数模型,其无法描述伺服阀各状态参数的变化且不便于采用现代控制理论的方法进行研究。基于现代控制理论,以衔铁角位移、射流喷嘴位移、射流管阀输出压力、滑阀的阀芯位移为输出,建立了射流管力反馈两级电液伺服阀五阶状态空间模型,不同于传统简化模型,此模型包含了滑阀的黏性阻力和液动力、油液压缩和泄漏、反馈杆弹簧力等多种因素的影响。通过仿真,给出了某型号射流管力反馈两级电液伺服阀的衔铁角位移、射流喷嘴位移、射流管阀输出压力和滑阀阀芯位移的阶跃响应曲线和频率响应曲线,结果显示所建高阶状态空间模型误差较小。

电液位置伺服系统广泛应用在大负载、快速、精确反应的控制领域中,然而其存在时变非线性的特性,因此传统控制系统不能达到理想的控制效果。模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)具有无需模型、鲁棒性强、抗扰动能力强等优点,较适合应用在时变非线性系统的控制中。分别采用PID控制、线性MPC、自适应MPC和非线性MPC 4种控制策略对电液位置伺服系统的控制性能进行仿真研究。结果表明:线性MPC、自适应MPC和非线性MPC都比PID控制性能好,非线性MPC控制精度较高、响应速度较快、抗扰动能力较强,自适应MPC控制精度、响应速度和鲁棒性次之。

介绍了超磁致伸缩材料、压电材料、磁流变流体、电流变流体、形状记忆合金的功能以及其在电液伺服阀中的应用,对近几年电液伺服阀在结构改进方面的情况进行了论述,最后给出了电液伺服阀在数字化、水压方面的发展现状。

电液伺服阀集机械、电子、磁场、流体传动、传感和控制等多学科技术于一体,其数学模型涉及领域较多,造成其模型结构复杂,工程应用通常只能采用简化模型。针对这个问题,基于Simulink多领域建模工具箱Simcape建立了双喷嘴挡板力反馈两级电液伺服阀的多学科物理模型,并对其性能进行仿真分析。结果表明,只需要理解电液伺服阀的结构及工作机理就可以建立其物理模型,且仿真不涉及复杂的数学公式,准确性也较高。

论述了超磁致伸缩材料在电液控制元件中的应用研究现状,基于超磁致伸缩材料的特点和未来航空航天领域对高频大流量伺服阀的迫切需求,提出了一种由超磁致伸缩执行器驱动的新型射流伺服阀的结构,分析了其工作原理与特点,同时对该新结构伺服阀涉及的温度控制、热补偿、预压力施加与零位调节与驱动磁场均匀化等关键技术进行了详细分析并给出了具体实施方法。

针对液压伺服系统所具有的时变性等特点，建立了双电液伺服马达位置同步系统模型，并提出一种基于模糊控制的双电液伺服马达模糊复合交叉耦合式控制方式，通过模糊控制器来补偿同步通道由于时变性和外部干扰所导致的同步误差。仿真结果表明：该方法能提高位置同步精度。

电液数字控制阀具有价格低、精度高、可靠性高、使用寿命长且可以直接进行数字控制等优点。首先介绍了增量式电液数字控制阀和高速开关式电液数字控制阀的工作原理、应用特点、性能的优缺点并对未来的发展趋势进行了综述。

设计了锻造操作机夹钳旋转电液比例控制系统建立了夹钳旋转机构的数学模型确定了PID控制器的初始参数并在此基础上得出对应的模糊逻辑系统。通过MATLAB/Simulink和AMESim联合仿真技术对锻造操作机旋转液压控制系统进行建模与仿真研究结果表明：设计方案合理数学模型准确基于模糊PID控制的系统鲁棒性更好。

介绍了超磁致伸缩材料、压电材料、磁流变流体、电流变流体、形状记忆合金的功能以及其在电液伺服阀中的应用对近几年电液伺服阀在结构改进方面的情况进行了论述最后给出了电液伺服阀在数字化、水压方面的发展现状。