针对传统伺服阀导控级和功率级平行放置而无法实现插装的问题,研究了一种新型的插装式二维(2D)伺服阀,其特点在于:先导级和功率级集成在单个具有双自由度的阀芯上;力矩马达与阀芯同轴连接,并安装在阀芯末端.通过力矩马达直接驱动阀芯转动,然后利用伺服螺旋机构放大功率并驱动阀芯直线运动,从而控制输出流量.同时可以采用直线位移传感器(LVDT)进行检测阀芯位移,实现位置闭环控制以提高阀的控制性能.为了探究其开环特性,首先建立力矩马达和2D阀的数学模型,求得其开环传递函数;然后,通过仿真了解关键参数对系统动态响应的影响;最后,进行实验研究,验证该阀设计的可行性.实验表明,在满量程输入的情况下,该阀开环时滞环为5％,分辨率≤1％,响应时间为10 ms,动态频响为35 Hz;闭环下性能显著提高.插装式2D伺服阀结构简单,尺寸小,质量轻,响应快和控制精度高,在航空航天及军工领域有广阔的应用前景.