弹射装置在军事领域内应用非常广泛,例如导弹和火箭的发射,舰载飞机的发射,无人机的弹射,救生座椅的弹射,以及从空间站,航天飞机或者其他飞行器上弹射发射卫星等。弹射机构的应用场合对系统的重量、动态响应性有严格要求,对控制元件的动态响应和重量要求也很苛刻。为满足弹射机构对关键控制元件的这些要求,设计了一种2D(双自由度)数字伺服阀。该阀结构上采用阀芯的双运动自由度原理设计——圆周自由度通过阀套上的螺旋槽与阀芯上的高低压孔的配合改变敏感腔的压力,实现导控功能,而轴向自由度控制阀口的开度。采用步进电机以驱动阀芯旋转,实现了阀的机械—电的数字化转换。建立了其数学模型并对其进行仿真分析,为验证其可靠性,加工出样品并进行测试。试验结果表明其阶跃响应稳定时间大约为3～5毫秒,此外该阀还具有其他优越特性,比如体积小,重量轻以及良好的稳定性能。本论文各章内容简述如下:第一章,对弹射机构和电液控制元件相关内容进行了综述,接着提出了本论文的研究目的和意义,并列出课题任务。第二章,设计了一套气液弹射机构,并对其进行了详细的机械结构设计。第三章,建立了气液弹射机构的关键控制元件2D数字伺服阀的数学模型,并基于MATLAB对其进行了非线性仿真研究,然后在仿真参数的指导下,对2D数字伺服阀进行了详细的机械结构优化设计。第四章,对关键控制元件2D数字伺服阀搭建了试验系统,测试其工作稳定性能;以及对将2D数字伺服阀安装到气液弹射机构以后的整个系统进行了实验研究。并对测量结果进行了数据处理。第五章,对论文的研究内容进行了总结与展望。