电磁开关阀是阀控液压系统中重要的基础流控单元,阀芯动力学性能决定着系统的整体性能。传统的驱动方式导致阀芯的响应滞后于励磁电流,限制频响的进一步提高。解决方法之一是添加控制闭环,通过对阀芯的位移、速度进行主动控制和补偿,减小阀芯在运行期间的滞后现象。针对阀芯位移的精确测量是阀芯闭环反馈控制的关键前序工作,目前阀芯位移的测量方法以接触式传感器为主,不可避免地改变了阀芯的动态特性。因此,本文从阀芯非接触式测量方法入手,提出了一种基于电感识别的阀芯位移测量方法,并通过了试验对比验证。本文基于弹簧振子系统建立阀芯动力学、阀芯电路和阀芯磁路模型。根据电磁耦合理论,得到励磁线圈电感时变曲线与阀芯位移的函数关系,并基于阀芯开启的电磁特性,设计电感-位移拟合算法,建立阀芯动力学经验模型。运用数值方法和有限元方法展开电磁开关阀仿真研究,分析影响阀芯动力学性能的关键因素,依据阀芯实际尺寸搭建了动力学、电磁学和流场仿真模型,基于试验结果对仿真参数进行校正。为了验证仿真结果和建立基于电感识别的阀芯动力学经验模型,搭建了三种阀芯测量试验系统,分别具有位移和电磁力同步测量、空气和油液环阀芯位移测量、阀芯加压的功能,每个试验装置都搭载有光学成像元件与非接触位移传感器,可以准确测量空气与油液环境下的阀芯位移。针对测量过程的误差来源,通过数据处理消除了系统误差。在对试验结果的分析中,对比验证了阀芯动力学经验模型和仿真模型。对阀芯动力学经验模型的分析表明,该模型在空气与油液环境下的测量误差分别为7%和9.2%,能够较好地反映阀芯位移变化趋势,但阀芯在油液阻尼-驱动力消长效应下的速度波动会降低经验模型的精度。对仿真模型的分析表明,阀芯阻尼和流场静压强是阀芯速度的主要影响因素,阀芯结构对于内部流场压力分布具有较大影响。基于以上分析,可以通过改变阀芯材料、结构和添加控制闭环来提升阀芯频响。最后,本文对阀芯位移非接触式和无传感器式测量技术进行了总结和展望,阐述了进一步提高阀芯动力学经验模型精度的具体方案。