本书在总结数字液压领域已取得的*新研究成果的基础上，给出了数字液压的明确定义，介绍了典型的数字液压元件，探讨了数字液压技术在实际应用中的控制问题。本书主要内容包括数字液压阀、数字液压缸建模 与仿真、一体化数字液压舵机、调距桨数字液压系统模型参考自适应控制 和返步鲁棒自适应控制、变频数字液压系统自适应控制、数字液压负载敏 感系统非线性鲁棒控制、数字液压减摇鳍鲁棒控制及数字液压缸驱动的 Ｓｔｅｗａｒｔ平台控制技术等。 本书可供液压领域的科研人员、工程技术人员使用，也可供相关专业 的院校师生使用。

第1章绪论1

11液压控制技术的发展与应用1

111流体控制相关理论的发展1

112液压控制技术的发展及应用2

12数字液压元件3

121数字液压技术简介3

122数字液压阀5

123数字液压缸6

124数字液压泵7

125数字液压马达9

13数字液压阀的新发展10

131高速开关电－机械执行器的发展10

132高速开关阀阀体结构优化与创新11

133高速开关阀并联阀岛研究13

134高速开关阀应用新领域15

14数字阀控制技术16

参考文献18

第2章数字液压阀19

21典型增量式数字阀结构形式19

211单步进电动机数字阀20

212双步进电动机数字阀23

2132D数字阀（液压螺旋伺服式数字阀）24

22增量式数字阀建模26

221数学模型26

222AMESim模型28

23增量式数字阀仿真分析33

231阀口截面形式影响分析33

232阀芯遮盖形式影响分析43

233输入信号形式影响分析47

24小结51

参考文献52

第3章数字液压缸建模与仿真54

31典型的内驱式数字液压缸结构形式54

311机械反馈式数字液压缸54

312磁力耦合式数字液压缸55

313螺旋伺服式数字液压缸56

314内循环式数字液压缸58

315多闭环控制数字液压缸58

32数字液压缸建模59

321传递函数模型60

322状态方程模型67

33理论解析76

331控制结构和参数意义解析76

332系统位移响应特性分析77

333速度特性分析82

334活塞及阀芯平衡位置分析82

335补偿控制分析84

34仿真分析87

341系统阶跃响应特性分析87

342系统供油压力和数字滑阀死区影响仿真分析87

343数字滑阀径向泄漏及传动间隙影响仿真分析92

344反馈形式及刚度影响仿真分析99

345非线性摩擦及Stribeck速度影响仿真分析99

346非对称阀控非对称缸方式分析104

35小结108

参考文献109

第4章一体化数字液压舵机112

41一体化数字液压舵机系统方案设计113

411设计要求113

412系统方案113

42转舵机构及负载特性分析116

421转舵机构分析116

422负载特性分析117

43试验平台设计123

431硬件设计124

432软件系统设计127

44试验与分析131

441空载试验131

442加载试验137

45小结145

参考文献146第5章调距桨数字液压系统模型参考自适应控制147

51模型参考自适应控制的理论基础149

511Popov超稳定理论149

512无零点系统的模型跟随问题149

52模型参考自适应控制器设计151

521系统描述151

522控制器设计152

53控制器仿真研究156

531对阶跃信号响应的仿真研究158

532对外负载扰动的仿真研究159

533对噪声干扰的仿真研究161

534对输入干扰的仿真研究163

54试验验证165

541调距桨数字液压系统试验平台165

542调距桨数字液压系统试验研究170

本章小结175

55小结176

参考文献176

第6章调距桨数字液压系统返步鲁棒自适应控制178

61鲁棒自适应控制的理论基础178

62模型参考Backstepping鲁棒自适应控制器设计179

621系统描述179

622自适应律求解180

623控制器稳定性证明184

63参考模型优化185

64控制器仿真研究187

641对阶跃信号响应的仿真研究188

642对外负载扰动的仿真研究188

643对噪声干扰的仿真研究190

644对时变参数的仿真研究192

65小结194

参考文献194

第7章变频数字液压系统自适应控制195

71变频数字液压系统数学模型及其不确定参数分析195

711变频数字液压系统工作原理195

712变频数字液压系统非线性模型197

713变频数字液压系统非线性模型中的不确定参数及输入饱和现象分析200

72基于自适应滑模控制的变频数字液压系统控制研究201

721不考虑输入饱和的自适应滑模控制器设计202

722考虑输入饱和的自适应滑模控制器设计204

723考虑输入饱和的自适应滑模控制器仿真分析205

73基于自适应模糊控制的变频数字液压分级压力控制研究208

731变频数字液压系统分级压力控制方案设计208

732系统中不确定函数的最佳模糊逼近209

733不考虑输入饱和的自适应模糊控制器的设计210

734考虑输入饱和的自适应模糊控制器的设计213

735考虑输入饱和的自适应模糊控制器仿真分析215

74小结217

参考文献217

第8章数字液压负载敏感系统非线性鲁棒控制220

81数字液压负载敏感系统非线性建模及负载敏感压力设定值研究220

811数字液压负载敏感系统工作原理220

812数字液压负载敏感系统非线性模型221

813数字液压负载敏感系统非线性模型中的不确定参数分析225

814负载敏感压力设定值对系统动态特性的影响及能耗特性的影响227

82不考虑输入饱和的数字液压负载敏感系统动态反馈控制研究230

821数字液压负载敏感系统鲁棒动态反馈控制器设计230

822数字液压负载敏感系统鲁棒动态反馈控制器仿真分析234

83考虑输入饱和的数字液压负载敏感系统静态补偿控制研究237

831考虑输入饱和的静态补偿器设计237

832考虑输入饱和的静态补偿器仿真分析241

84数字液压负载敏感、分级压力、变频控制对比研究243

85小结245

参考文献245

第9章数字液压减摇鳍鲁棒控制247

91数字液压减摇鳍执行机构原理248

92数字液压减摇鳍仿真模型249

921海浪模型249

922船舶横摇模型250

923减摇鳍模型252

924转鳍机构及液压系统建模252

925船舶-减摇鳍-数字液压系统建模254

93考虑输入饱和及状态饱和的减摇鳍控制器设计及减摇仿真256

931考虑输入饱和的状态反馈控制器设计257

932船舶-减摇鳍-液压系统减摇仿真分析262

94基于DSP的数字液压减摇鳍半实物仿真平台组成及工作原理265

941数字液压减摇鳍半实物仿真平台硬件组成266

942上位机程序设计267

95数字液压减摇鳍性能试验及结果分析268

951数字液压减摇鳍鳍角跟踪试验268

952数字液压减摇鳍生摇试验269

953数字液压减摇鳍减摇试验271

96小结273

参考文献273

第10章数字液压缸驱动的Stewart平台控制技术275

101数字液压缸驱动的Stewart平台系统组成276

1011总体构成276

1012控制系统277

1013测试系统278

1014软件设计279

102Stewart平台系统振动的微分方程280

1021系统刚度矩阵280

1022分支局部坐标系282

1023RPY角描述282

1024系统振动的微分方程283

103液压Stewart平台的起动与换向振动285

1031液压Stewart平台振动的解析表达式285

1032液压Stewart平台起动平稳性分析288

1033运动惯性引起的液压冲击290

1034非对称结构引起的压力跃变291

1035试验结果与讨论293

104数字液压缸驱动Stewart平台的鲁棒抑振控制296

1041并联6分支液压伺服系统的数学模型297

1042液压Stewart平台的控制策略探讨299

1043基于摩擦力观测器和理想分支力的前馈力补偿H∞抑振控制300

105小结310

参考文献311