传统串联先导控制型大流量电液伺服插装阀在“大流量”与“高频响”之间普遍存在矛盾,即其频率响应能力随着额定流量增加而明显下降。近年来一些研究成果及产品表明,采用并联先导控制方案已成为解决该问题主要方法之一。传统并联先导控制方案采用先导流量同步分配及线性控制策略,虽然使主级插装阀大范围跳变能力得到提高,但其对小幅值信号激励的频率响应和稳态跟踪精度并未得到改善。在此背景下,本文以100通径并联先导控制型大流量电液伺服插装阀为研究对象,提出并联先导级分段流量分配方案和非线性控制策略。此外,以单个先导阀控制的100通径主动式大流量电液伺服插装阀为研究对象,采用非线性自适应鲁棒控制(Nonlinear Adaptive Robust Control)理论对其主级插装阀位置闭环控制进行了初步研究。论文第一章首先在大型机电液装备对电液伺服控制系统技术指标要求越来越高的应用背景下,指出大流量电液伺服阀“大流量”和“高频响”之间普遍存在的矛盾及其技术难点。详细介绍了大流量电液伺服／比例插装阀和电液伺服控制理论的国内外研究及发展现状,明确了本课题的主要研究内容及目标。论文第二章以100通径并联先导控制型大流量电液伺服插装阀为研究对象,对并联先导级和主级插装阀的结构及工作原理进行了详细分析,在传统先导流量同步分配方案和线性控制的基础上,提出了先导流量分段分配方案及非线性控制策略,并对其进行深入讨论和分析,确定控制参数调节和选取的一般原则。针对三种不同的先导级组成、先导流量分配方案及相应的控制策略,利用MATLAB/Simulink-AMESim虚拟样机联合仿真平台进行了定性仿真分析。仿真结果表明,本文新提出的先导流量分段分配方案及非线性控制策略可以使主级插装阀在基本不损失大幅值范围动态调整能力的前提下,有效提升其对小幅值信号激励的频率响应能力,同时改善了稳态跟踪精度。论文第三章以单个先导阀控制的100通径主动式大流量电液伺服插装阀为研究对象,在一定简化条件下建立其数学模型,采用非线性自适应鲁棒控制理论(NARC)设计主级插装阀位置闭环控制算法,并对控制器进行了简化。基于MATLAB/Simulink和AMESim分别完成了基于S函数模型和基于AMESim虚拟样机的主级插装阀位置闭环NARC控制算法仿真分析。基于S函数模型的仿真结果证明了本文所设计的主级插装阀位置闭环NARC控制算法的理论正确性,但基于AMESim虚拟样机的联合仿真却并未取得理想的控制效果,对造成这种结果可能的原因进行了探讨和分析。论文第四章首先简要介绍MATLAB/Simulink-xPC实时控制平台和综合试验台,并利用搭建的试验测试平台完成了100通径并联先导控制型大流量电液伺服插装阀分别采用三种不同先导级流量分配方案及控制策略的试验研究,试验结果验证了本文新提出的先导流量分段分配方案和非线性控制策略对主级插装阀稳态跟踪精度以及对小幅值信号激励频率响应能力的提高。此外还进行了单个先导阀控制的100通径大流量电液伺服插装阀主级插装阀位置闭环NARC控制算法的初步试验研究,试验结果与第三章中基于AMESim虚拟样机的主级插装阀位置闭环NARC控制算法联合仿真结果类似,即并未获得理想的控制效果。论文第五章对本课题的研究工作进行了总结,同时指出本研究工作中的不足和存在的问题,并给出今后研究工作的重点及方向。