液压传动与控制是大型装备传动和运动控制的关键技术之一,被广泛地应用于制造业、航空航天和工程机械等关键领域。液压泵作为液压系统的重要核心元件,其性能直接影响着液压系统的效率和整机的性能。随着液压系统技术要求的不断提升,传统液压系统对污染敏感、效率低、易受干扰等控制难题日渐凸显,逐渐无法满足相关应用领域对高可靠性、高性能的技术需求。因此,开展新型液压泵系统的研究工作是突破现有液压系统功能和性能瓶颈的关键技术途径。与传统液压技术相比,数字液压技术在抗干扰性、节能性、容错性和通用性等方面具有一定优势。并联式数字液压泵是排量离散控制的新型变量泵,具有较好的应用前景,但针对其变量控制方法、变量压力冲击抑制方法、容错性等方面的研究还存在欠缺。本文依托国家自然基金《离散变量控制液压冲击形成机理及其抑制方法研究》（No.51405183）、工信部项目《面向高端工程机械的数字液压技术创新及试验检测产业技术公共服务平台建设项目》（No.2020009611）,针对数字泵控制特性及应用展开相关研究,提出了变量控制及变量压力冲击抑制方法,构建了数字泵转向液压系统及其控制策略,研究了系统的容错性能,开展了数字泵转向系统理论-台架-整车实验相结合的研究,为离散型数字泵的应用提供了理论依据与应用基础。论文主要研究工作如下:提出了基于离散变量技术的数字泵变量控制方法。阐明了数字泵变量原理,确定了数字泵单元排量的编码方式。为了提高数字泵排量变化的抗扰动性,提出了基于扩展态数相平面分区（Extended State Phase-Plane Division,ESPPD）的变阈值滞环控制方法,并通过仿真和实验验证了所提出的控制方法与数字变量方式的可行性。同时发现当排量切换点存在多个泵单元状态变化方向相反时,会产生较为明显的变量压力冲击现象,为后续研究工作的展开指明了方向。研究了数字泵变量压力冲击抑制方法。分析了压力冲击的形成机理,提出了基于双模式的控制构型可显著提高相同位数控制单元下的排量控制精度,进而降低变量冲击幅值。并提出了基于NSGA-II算法辨识最优延时时间的时序补偿控制策略,通过多软件协同仿真对时间参数进行优化求解,转矩与压力冲击平均分别减少了约34.83%和17.51%。并采用蓄能器进一步平滑压力冲击,通过正交实验方法对关键参数进行了优化。提出了数字泵转向液压系统及其控制策略。为实现系统能耗和压力波动等因素间的平衡控制,提出了基于模型识别与代价函数的排量控制策略;为了进一步提高控制策略的适用性,提出了扩展态数模糊相平面分区流量匹配与反馈控制策略,通过模糊控制器整定控制参数,利用变阈值滞环与时序控制实现流量平顺匹配控制,并针对系统对反向偏差无法快速响应问题,采取限幅与抗饱和控制方法;通过仿真验证了所设计的上述控制策略的有效性以及所提出的数字泵转向系统的节能性。提出了数字泵转向液压系统故障冗余控制对策。分别对泵单元建压和卸压的故障重构方案进行了分析,基于参数测量法提出了故障冗余控制对策,通过仿真分析验证了数字泵转向液压系统在典型故障模式下可识别故障并自动进行在线模式切换,可进行应急转向,提高了系统的生存能力。开发了实验台架及装载机样机并验证了数字泵转向液压系统的性能。完成了数字泵转向系统实验台架及装载机样机的搭建,通过实验验证了所提出的数字泵转向液压系统的性能,以及基于模型识别与代价函数的排量前馈控制策略、基于ESPPD的流量匹配与反馈控制策略和故障冗余控制对策的有效性。