气动技术因其特有的优点而广泛用于自动化生产的各个领域，随着科学技术的发展，工业自动化系统对气动执行器行程中位置控制的需求越来越多。迄今为止，关于直线气缸行程中位置定位研究较多，基于直线气缸位置伺服的研究成果已有商业化的应用，直线型制动气缸在行程中任意位置定位也表现良好。关于摆动气缸行程中定位目前依然主要靠在其外部设立固定挡块来解决，无法根本解决在行程中实现任意点定位的问题，少量的基于普通摆动气缸位置伺服的研究因气体介质阻尼小、高压缩比等弱点使得输出刚度低，存在定位精度容易受负载变化和压力波动影响等缺点，同时复杂的控制参数在实际控制中难以整定，实际控制效果不能满足工业应用的需求。　　针对摆动气缸高速低阻尼特性，研究给气动旋转执行器施加可调阻尼力矩，在驱动阶段保持小阻尼快速驱动，在定位阶段则施加大阻尼快速定位。由于磁流变液在主动阻尼方面连续、可逆、高速响应的特点，将磁流变技术与气动技术相结合，研究开发一种集成磁流变阻尼器的摆动伺服气缸。围绕这一目标，论文在结构方案、参数设计模型、控制子系统等方面进行了深入分析和研究。　　在研究中，首次提出并实现了一种内嵌磁流变阻尼器摆动伺服气缸的新构想，通过调节阻尼器的控制电压，实现摆动气缸变阻尼力矩位置控制，围绕着这一创新构想，研究并实现了摆动伺服气缸的总体结构，包括气压驱动部件、磁流变阻尼部件、角位移检测部件等结构，在结构上实现了可调阻尼力矩的功能需求。　　为了合理地确定样机结构参数，提出了一种结构与磁路耦合的分析方法，建立了以气压驱动部分结构参数为约束的多目标优化参数设计模型，采用差分进化算法求解模型，求解结果经电磁有限元分析满足磁路设计的要求。对电磁响应特性进行分析并设计了高速响应的阻尼器驱动电源，阻尼器励磁线圈在该电源驱动下电流的响应时间约为lms。对摆动伺服气缸内嵌磁流变阻尼器的性能进行了测试，测试结果表明:磁流变阻尼器粘性阻尼力矩较小对气压驱动基本无影响;磁致阻尼力矩在控制电压4.5V时达到饱和阻尼力矩24.7N·m;阻尼器动态力矩平稳，波动在5％以内;响应特性试验结果表明阻尼器具有较快的响应速度，阻尼器输出力矩响应时间约为35ms。　　构建摆动伺服气缸控制子系统，对摆动伺服气缸控制特性进行分析，提出利用BP神经网络对阻尼角度进行预测，实验获取神经网络训练样本数据，应用遗传算法对网络进行训练。为有效抑制定位过程中的扰动实现精确定位，提出阻尼角度动态补偿的定位控制策略。　　对摆动伺服气缸性能试验结果表明:摆动伺服气缸具有良好的驱动性能;训练好的神经网络能够对各种变量与阻尼角度的关系很好地逼近，网络预测误差在±1.5°以内;在采用阻尼角度动态补偿的定位控制策略下摆动伺服气缸既保持气压传动高速特性又实现行程范围内任意位置的快速、精确定位，阻尼定位均能在0.15s内实现，且过程平稳无速度突变，实际位移无超调和震荡，在确定惯性负载工况下定位误差在±1.0°以内，在线估计惯性负载下定位误差在±2.0°以内。研究的内嵌磁流变阻尼器摆动伺服气缸结构合理，阻尼性能较好，配合提出的控制策略可有效实现行程中任意位置快速、精确定位。该内嵌磁流变阻尼器摆动伺服气缸已申请了国家发明专利并获得授权，专利号为ZL201010211192.2。