大型工程机械作为工程机械行业中高技术水平、高附加值和高利润产品的代表,受到国家的大力支持和重点发展。但是作为大型工程机械液压系统控制中枢的大流量多路阀,仍缺少成熟的解决方案。针对这个现象,本课题提出以液压反馈插装式比例节流阀为核心构建大流量多路阀系统,课题中围绕液压反馈原理和液压反馈比例节流阀,采用理论分析、仿真和实验结合的研究方法,着重挖掘该阀的稳动态特性和设计要点,针对工程机械的使用环境进行设计和优化。在此基础上,对以该阀为核心构建大流量多路阀的运用开展研究,分别对多路阀工作联的工作模式、压力单元控制器和流量单元控制器进行了深入的研究,取得了良好的控制效果。最后,对大流量多路阀的辅助机能组件进行研究和设计。具体内容如下：第一章,介绍了课题的背景和研究意义,综合分析国内外大流量比例控制元件的发展现状与其在工程机械中应用技术的研究现状,并提出需要研究的内容。第二章,对液压反馈插装式比例节流阀进行设计、建模和定性分析。通过对该阀详细数学模型的化简和推导,揭示了其主级的位移放大特性和流量放大特性,以及各结构参数与稳态动态特性之间直观的关联制约关系。籍此获得对该阀工作机理和结构参数影响的定性认识,为参数的初步设计提供了依据。通过设计实验和仿真,验证了详细数学模型在稳态和动态层面的有效性,为后续对该阀的定量分析、优化设计和控制器研究提供基础。第三章,对液压反馈插装式比例节流阀进行定量分析和参数优化。从特征根分布和压力刚度的角度对该阀进行系统性的全面定量分析,首先揭示了随着工作点的改变该阀的特性具有显著的差异性,然后通过对阀体主要结构参数的变参定量分析获得了各参数对阀特性的影响力。针对工程机械工作环境下的需求,采用经研究改良的自适应非支配排序遗传算法对结构参数进行寻优,使该阀的频宽和压力刚度得到了显著的增强。在定量分析和寻优结果的基础上,总结出该阀的设计指引。第四章,针对液压反馈比例节流阀在大流量多路阀的应用进行研究。设计以该阀为核心的执行器工作联结构,分析工程机械的基本工况并制定相应的工作模式组合。在此基础上,对压力控制单元和流量控制单元进行单元控制器的设计。在设计单元控制器时,针对被控对象非线性不确定因素多的问题,提出以降阶扩张状态观测器为核心的自抗扰控制方案,有效降低了系统不确定性,实现了高稳定性和鲁棒性的控制器。针对流量控制单元反馈流量值不能直接获取和实验中发现的液压反馈比例节流阀温度敏感性较大的问题,设计由流量查表和温差补偿系数查表组成的流量计算模块,实现了较准确的流量反馈。第五章,对大流量多路阀的辅助机能组件进行研究。分析了现有基于液压反馈原理设计的比例流量阀和比例溢流阀,指出液压反馈原理在抗干扰性上的优点。结合对液压反馈原理的理解和对负载控制阀的研究,提出了一种新型的基于液压反馈原理的负载控制阀。第六章,对全文的主要研究内容进行了总结。阐述了主要研究结论,归纳了创新点,并对课题的后续研究工作进行了展望。