超磁致伸缩材料(GMM)是一种新型的功能材料,超磁致伸缩致动器(GMA)是利用超磁致伸缩材料研制出来的新型驱动器。相比压电类致动器具有应变大、能量密度高和响应速度快等特点。在精密定位以及流体控制具有广阔的前景。利用GMA取代传统驱动元件可提高电控阀门的响应速度和控制精度。本论文以超磁致伸缩致动器为基础,以电控阀门为研究对象采用理论分析和计算机仿真等方法对其深入的分析和研究。本文首先从实际应用的角度考虑,阐述了磁致伸缩现象的机理,给出了线性压磁方程,同时对超磁致伸缩材料的倍频以及预压力等特性进行了分析。介绍了致动器的结构以及工作原理,对其静态试验进行研究。然后通过建立单轴柔性铰链的转角刚度数学模型,结合几何变形关系分析了基于杠杆原理的微位移放大机构的放大倍数、刚度、位移损失以及频率特性,并利用有限元方法对微位移放大机构进行分析,计算出了放大倍数,刚度、共振频率、振型以及位移损失和负载力的关系。最后导出了超磁致伸缩致动器的静态位移输出特性和力输出特性的解析式,介绍了电控阀门的结构组成、工作原理;建立了阀芯运动系统的动态数学模型,利用MATLAB对其动态特性进行了仿真研究,分析阀芯等效质量、等效阻尼系数和弹性回复板刚度三个结构参数对影响阀芯系统动态特性的影响,为电控阀门的研制提供了理论依据;推导出了滑阀式阀芯的压力-流量方程,拟定了电控阀门的控制方案,并用PID对系统动态特性进行改善。