电液压力伺服阀是机电液高度集成的精密产品,目前,工业和军工领域对其需求越来越大,但只有少数国外厂商有能力研制,且抗污染能力较差,为满足军工领域的需要,在2D数字流量阀的基础上进行创新,设计出一种2D电液压力伺服阀,2D电液压力伺服阀相比其他结构压力伺服阀具有结构简单、压力稳定性好、抗污染能力强等优点,目前已受到航空和军工领域的青睐。为获得高性能电液压力伺服阀,以二维(2D)电液压力伺服阀以及控制器为研究对象,利用MATLAB对2D电液压力伺服阀的先导级阀芯、功率级阀芯以及电-机械转换元件进行数学建模并对功率级阀芯工作稳定性进行了分析,结合PID控制策略设计了电流和位置双闭环的PID控制器,并对2D电液压力伺服阀进行了大量的实验研究。其主要研究内容和成果如下:1.二维(2D)电液压力伺服阀结构的设计与改进。对阀芯阀套、电-机械转换元件、传动机构和LVDT传感器进行了设计与改进,并对LVDT传感器进行了深入的分析。2.二维(2D)电液压力伺服阀的数学建模及稳定性分析。建立了2D活塞和单级减压阀的数学模型,对2D活塞动态特性进行了仿真,分析了对2D活塞动态性能的影响因素,分析了单级减压阀的工作稳定性,并提出了挤压油膜缓冲结构来提高稳定性。3.PID控制器的设计。分析了PID控制策略,并设计了电流和位置双闭环作用的PID控制器,并完成PCB的制作与调试。4.二维(2D)电液压力伺服阀的实验研究。为了验证原理的正确性以及获取伺服阀动静态技术指标搭建了实验平台,对典型特性进行了实验研究。结果表明,二维(2D)电液压力伺服阀的滞环为1.26%,线性度为1.86%,频宽为70Hz,具有良好的动静态技术指标。