数字液压系统是相对于模拟液压系统的一个发展方向,因其可靠性高、鲁棒性强、重复度好、抗污染能力强、与计算机接口方便、可实现无传感器高精度控制等优点,越来越受到人们的关注。数字液压阀作为数字液压系统的关键元件,由于控制流量小,且输出不连续,应用范围受到限制。为解决该问题,本文提出以小流量数字阀为先导级,流量放大原理插装阀为主级的两级比例流量放大阀,实现了先导数字控制与流量连续输出,同时可有效解决数字阀控制流量小的问题。首先,对先导数字阀-高速开关阀性能进行了研究。建立了高速开关阀的动力学方程,对其驱动特性进行了理论分析;在此基础上设计了以单片机为核心的单电源供电、双电压驱动控制电路;针对HSV高速开关阀搭建性能试验平台,对该阀动静态特性进行试验研究,并分析控制参数对性能的影响。最终得出结论:1、动态特性:开启阶段,由于驱动电压较高,压差对响应时间影响不大;保持阶段,由于驱动电压较低,阀的功耗明显降低;关闭阶段,由于保持阶段驱动电压较低,减少了电磁铁的剩磁,同时,稳压管卸荷电路能使其快速卸荷,两者的共同作用缩短了关闭延迟时间,但同时受压差影响。2、静态特性:随着压差增大、控制频率减小,死区和饱和区逐渐减小,线性控制区域逐渐增大。其次,对数字先导控制的比例流量放大阀进行研究。建立了数字先导比例节流阀和调速阀数学模型,并在SimulationX中搭建仿真模型,分析了控制和结构参数对静态和波动特性的影响。结果表明:通过改变先导数字阀控制信号的占空比可实现对节流阀和调速阀流量的比例控制,但不同占空比时,主阀对先导流量的放大倍数不同,放大倍数随占空比增大而增大;但是由于先导数字阀不断开关带来流量波动,当占空比为50%时,流量波动达到最大,通过增加控制腔体积、提高控制信号频率等可以减小流量波动;对于调速阀,由于结构上的限制,预开口量对该阀的精度有很大影响,开口量越大精度越低。最后,搭建先导数字控制的比例节流阀实验平台,对其动静态特性进行了试验研究,进一步验证了该原理阀的可行性;通过改变控制信号占空比可以实现对主阀流量的比例控制。