压缩机是一种用来压缩气体提高气体压力或输送气体的机械。随着科学技术的发展，压力能的应用日益广泛，使得压缩机在国民经济的各个部门中成为必不可少的关键设备之一，被广泛的应用于工业与日常生活中。而大型压缩机的能耗，是我国工业能源消耗的一个重要组成部分。若这些大功率压缩机可以流量输出无级可调，将产生十分巨大的节能效益。本论文在对压缩机气量调节系统进行分析的基础上，通过阅读、分析及综合大量文献，对大型活塞式压缩机变排量控制系统进行了设计与分析研究，并得出了一些有价值的结论。 第一章为绪论，首先概述了压缩机的分类、特点及应用领域。接着，概述了压缩机的不同气量调节方法，介绍了压缩机气量调节系统相关技术国内外研究现状及发展趋势。最后，结合项目实际，提出了本课题的来源、研究意义及主要研究内容。 第二章首先介绍了为阀配流式活塞式工艺压缩机开发的液压式气量调节系统——高频响液压执行机构的工作原理。接着对其最简单的高速开关阀带动柱塞缸的方案进行了建模和仿真，分析了该方案的优缺点以及影响其响应快速性的因素。针对其流量不足、驱动力过小的缺点，提出了高速开关阀并联和高速开关阀串联二级阀放大的两个方案。分别对两种方案进行数字仿真，比较其优缺点，最后确定了高速开关阀串联二级阀放大方案为系统的最终实现方案。 第三章主要通过搭建试验平台对高速开关阀串联二级阀方案进行了试验测试，验证其动态特性与理论上得出的结论是否吻合。同时介绍了液压泵站系统的技术参数和工作原理。最后，通过比较试验和仿真曲线，得出了高速开关阀串联二级阀方案完全满足实际工况要求的结论。 第四章设计了高频响液压执行器的电路控制系统。阀配流式压缩机的主控系统是采用主从式控制结构，它采用一台PLC作为控制主机，通过485总线与下位的执行控制器进行通讯，包括发出动作指令和查询执行器动作状态等。同时对其硬件电路和软件程序进行设计，并且经过调试，所设计的硬件、软件实现了系统的要求，在空气压缩机系统中表现出了优越的实时控制性能。 第五章对本论文所做的研究工作进行了简要的总结并对后续工作进行了展望。