电液伺服系统具有功率重量大、动态响应速度快、抗负载刚度大等优点,广泛应用于航空航天、船舶、装备制造等领域。2D数字阀相对其他伺服阀而言具有结构简单、抗污染能力强、动态性能好等优点,而且还可以直接数字控制,应用前景广泛。本论文以2D阀控单出杆为中心展开,核心任务是设计2D阀控单出杆及其同步电液数字伺服系统,在此基础上完成2D阀控单出杆的相关实验。本论文包含四个主体部分,分别是2D阀控单出杆缸系统的数学建模、2D阀控单出杆稳定性分析和响应特性分析、嵌入式控制器设计和实验研究。为实现2D数字阀控制器和单出杆缸位置闭环控制的一体化,集成设计了嵌入式控制器。由于反馈信号采用了的接口电路采用了标准化设计,因此该控制器可以适用于其他物理量控制,如压力控制等。具体研究内容和成果如下：第一章,论述了电液伺服系统的国内外发展现状和液压同步控制及其发展现状,同时阐述了本论文的研究目的和意义。第二章,分析了2D数字阀的工作原理,并推导了其数学模型；研究了2D数字阀电-机械转换器的数学模型,并研究了其动态特性；最后推导了2D阀控单出杆缸动力机构的传递函数。第三章,分析了2D阀控单出杆缸位置闭环系统的稳定性；研究了位置闭环系统输出对输入的响应特性；对2D阀控单出杆缸位置闭环和双缸同步进行了模型搭建和仿真分析；针对单出杆缸正反向运动的区别,分析了在相同阀开口工况下正反向运动的速度关系。第四章,对2D阀控单出杆嵌入式控制器硬件和软件设计。第五章,实验研究。对2D阀控单出杆缸位置闭环实验进行了研究,当输入信号幅值为0.1V(8mm)时,阶跃响应的上升时间为1.2s,调整时间为2.5s,系统稳态误差为0,-3dB时对应的频宽为5Hz。实验验证了双缸同步性能,测得最大同步误差是主从控制延时所致,最大的同步误差为0.39mm。第六章,概括总结本论文的主要研究工作和成果,展望今后需进一步研究的工作和方向。