近几年,随着科技的进步,数字液压概念被提出。此后数字液压以其鲁棒性强、结构简单、可靠性高等优点受到了学术界的广泛关注,数字泵、数字阀、数字马达等如雨后春笋般映入人们眼帘。数字液压技术可分为高速开关和并行连接两类,并行连接技术存在成本和体积大等缺点,高速开关技术存在只能单边控制且控制精度差的缺点。本文对高速开关式数字阀静动态特性进行仿真和测试研究,并用该阀组成数字阀控缸位置伺服系统,对其控制特性进行研究,针对数字阀控缸位置伺服系统控制精度差的问题,采用神经网络和PID组成前馈和反馈复合控制,对系统控制特性进行改善。为此,本文主要开展了以下几方面的研究:(1)数字阀建模及特性分析。采用数学建模的方法,得到包含电场力、磁场力、液动力并对阻碍力进行修正了的数字阀数学模型,运用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,搭建数字阀性能测试实验台,对其动静态特性进行仿真和测试研究。仿真和测试结果表明:数字阀得电响应时间随供油压力的减小而减小,失电响应时间随供油压力的减小而增大;数字阀流量特性的线性度较好,死区随供油压力的减小而减小,饱和区随供油压力的减小而增大;通过仿真和实验对比,验证数字阀数学模型是正确的,为进一步研究提供基础。(2)数字阀控缸位置伺服系统建模及分析。将单个数字阀和换向阀配合使用,组成数字阀控缸位置伺服系统,建立其数学模型,并在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,并进行相关实验研究,仿真和实验结果表明:数字阀控缸位置伺服系统控制精度与数字阀工作频率有关,随着工作频率的提高,其位置控制精度和瞬态响应特性均提高。(3)数字阀控缸位置伺服系统高精度控制方法研究。将CMAC控制算法和PID结合,CMAC实现前馈控制,PID实现反馈控制,组成CMAC-PID复合控制,并将其运用到数字阀控缸位置伺服系统中。仿真和实验结果表明:系统的瞬态响应特性得到了显著提高,系统的稳态精度亦得到了显著提高,稳态误差控制在±0.1mm以内;工作频率对系统稳态精度的影响很小。