电液比例/伺服阀在电液控制领域应用广泛,传统的比例/伺服插装阀多采用高性能伺服阀作为其先导级,属于二级或三级结构,这类阀的结构较为复杂,成本较高,而且对油液清洁度要求高。近年来,随着永磁同步电机伺服控制系统的飞速发展,其应用也越来越广泛。在电液控制领域,交流伺服电机因自带闭环控制、低惯量大扭矩、成本较低等优势,被认为是较好的电-机械转换器。基于上述技术背景,本文设计出一种基于伺服电机驱动的先导式比例插装阀,通过伺服电机直接驱动先导阀芯转动,而主级阀芯在液压不平衡力的作用下做跟随运动。论文主要包括以下内容:第一章:在总结目前传统大流量比例/伺服阀和直驱式比例/伺服阀的国内外研究现状的基础上,提出了本课题的研究内容及方法,为后续章节的展开作铺垫。第二章:在分析了现有直驱阀优缺点的基础上,根据使用需求,完成了本课题阀的原理方案设计,对阀的稳态控制特性和动态控制特性进行了理论研究。并从理论上验证了原理方案的可行性,为后续章节的研究奠定理论基础。第三章:搭建了主阀及先导控制油路的AMESim仿真模型,并通过仿真分析完成了对先导阀芯直径d_p、固定阻尼孔直径d_c、主阀芯节流槽宽度w_r2这三个关键结构参数的优化设计。并完成了对主阀芯复位弹簧和先导级伺服电机的选型校核。第四章:基于Flunet流场仿真软件,首先,对主阀口和先导阀口处的液动力进行了仿真分析,并计算出合理的液动力系数,为阀的液压系统仿真提供数据依据。其次,对先导阀芯在先导阀口处受到的液压回转力矩进行了仿真分析,为伺服电机的选型校核提供数据依据。最后,通过流场仿真校核了先导阀口处的油液泄漏量。第五章:首先,对伺服电机及先导级结构进行数学建模。其次,根据建立的数学模型搭建了先导级控制系统Simulink仿真模型,研究了先导阀芯角位移控制阶跃特性。在30MPa工作压力下,先导级全行程阶跃响应时间为16.5ms,满足阀的设计指标。最后,搭建了阀的整体控制系统AMESim仿真模型,对阀的动态控制特性和稳态控制特性进行了仿真研究。为后续阀的实验和应用研究奠定了理论基础。第六章:总结了本文的主要工作内容,并对后续研究工作作出展望。