凸轮转子液压伺服马达能够将油液的势能转化为机械能。凸轮转子叶片马达具有一些其他液压马达没有的优点,包括小体积、低转动惯量、动作灵敏等,因此对凸轮转子叶片马达的设计就提出了很高的要求。本文在原有的凸轮转子叶片马达的理论基础上,对马达的进行优化设计。首先,介绍了马达的结构特点,然后分析了其工作原理。对叶片进行了受力分析并得出了不同叶片端面结构下的干扰转矩表达式。并借助Matlab分析了不同叶片端面结构的正压力及干扰转矩情况,结果显示采用合适圆角半径的叶片端面结构能有效改善马达的干扰转矩情况。通过受力分析得出了最大干扰转矩与凸轮转子过渡曲线之间的关系式,通过分析油腔的体积变化得出了流量脉动率的表达式。借助平板间及圆盘缝隙泄漏模型得出了马达的泄漏流量与中心角之间的关系表达式。通过解析计算得出了凸轮转子过渡曲线中心角的优化设计理论依据。之后,对马达中会影响效率的因素进行定性分析。推导马达的摩擦力矩表达式,并推导马达内泄漏表达式。得出了马达容积效率与机械效率表达式,并通过对马达效率特性仿真分析,得出了基于效率优化的马达设计方法。综合考虑由于泄漏及摩擦,对马达中的摩擦副进行温升分析。基于泄漏及摩擦特性推导了马达内各摩擦副间的温升表达式。进行仿真分析,得出了基于温度控制的马达内配合间隙设计准则。此外,对实验系统中各个环节的传递函数进行了推导,建立了马达实验系统的数学模型。凸轮转子叶片马达与一般性的液压马达一样,其伺服特性受摩擦力影响很大,因此本文对马达的摩擦特性进行研究。基于LuGre摩擦模型,提出前馈补偿控制策略,对马达进行补偿控制。结果表明基于摩擦模型的前馈补偿控制策略能有效改善马达的伺服性能。最后介绍了凸轮转子叶片马达的实验平台,并对马达进行实验分析,进行多组实验,验证理论分析的正确性。