前言

液压传动与控制技术作为现代工业的基础和支柱，在国防军工、工程机械、交通运输、冶金化工等领域发挥着不可或缺的作用。近年来，随着电子技术、计算机控制技术与液压技术的有机融合，数字液压技术得到了快速发展，有效助力了我国工程技术的腾飞。国外电液数字技术虽然可追溯至20世纪30年代汽车ABS的开发，但真正意义上的数字液压研发在20世纪60年代末期才开始，国内20世纪70年代末至80年代初期也相继开展了相关研究，至2005年左右取得了较多的技术进展，时至今日其应用也日益广泛。历经40多年的发展，数字液压技术无论在理论研究，还是在技术应用上均取得了较大的进展和较多的成果。

目前，对于数字液压的定义国内外比较主流的观点有如下几种。芬兰坦佩雷理工大学(Tampere University of Technology)的Matti Linjiama多年致力于数字液压元件的研究，他认为“液压或气动系统依靠一定数量离散的元件灵活地控制系统的输出”。国内一些学者认为，数字液压技术是将液压终端执行元件直接数字化，通过接受数字控制器发出的脉冲信号和计算机发出的脉冲信号，实现可靠工作的液压技术，将控制还回给电，而数字化的功率放大留给液压。从以上的主流观点可以将数字阀归结为狭义的数字阀（坦佩雷理工大学研究者的观点）与广义的数字阀。据此，具有流量离散化(Fluid Flow Discretization)或控制信号离散化(Control Sig-nal Discretization)特征的液压元件，称为数字液压元件(Digital Hydraulic Compo-nent)，由数字液压元件构成的液压系统称为数字液压系统(Digital Hydraulic Sys-tem)。从数字液压阀控液压系统来看，主要有两个方向：增量式数字阀与高速开关式数字阀控制系统。本书主要研究增量式数字阀（或称数字步进阀）控制的液压系统。

作者所在教研团队历经近30年的积极跟踪与研究，在数字步进阀控液压缸及其相关领域从系统理论建模、控制算法开发、驱动电路设计、实验台架搭建到工程应用实践等方面开展了一系列工作，先后研制了数字液压驱动的6自由度舰艇操纵模拟器、海洋环境模拟摇摆台，共计1l台套，新研或改造了共计20余艘舰艇的减摇鳍，并在舰船调距桨、飞弹折叠翼、一体化舵机等领域开展了相关试验研究，优点和效果明显。同时，获国家、军队科技进步奖4项，发表数字液压及其控制技术相关论文50余篇（其中EI收录10余篇），以数字液压为题培养博士后1人、博士4人、硕士11人。基于此，现阶段拟对数字液压控制技术的发展现状及研究成果进行梳理归纳、总结反思和展望，形成一本相关的学术专著，以进一步夯实数字液压控制系统设计分析的理论基础及开发应用的实践经验，扩大与同行的学术交流和技术共享，并为后续人才培养与相关技术开发奠定更加坚实的基础。

本书第1章介绍了数字液压元件和控制技术的发展概况，第2、3章介绍了增量式数字液压阀和数字液压缸的结构形式及其工作原理，建模和性能研究。第4-10章介绍了数字液压技术在一体化舵机、调距桨、减摇鳍和6自由度Stewart运动平台上的应用研究。本书第1、10章由彭利坤负责编写，第2-4章由陈佳负责编写，第5、6章由宋飞负责编写，第7-9章由徐世杰负责编写。本团队进行数字液压技术研究是在邢继峰教授的引领下开展的，同时他也是本书的主审专家，在此对他表示由衷地感谢。同时还要感谢曾晓华高工、肖志权博士后、吕帮俊博士、何曦光讲师、熊先锋讲师、潘炜博士、张阳阳博士、刘磊硕士、王圣利硕士、郭靖硕士等，正是由于大家的接力研究才使数字液压技术有了今天的成果，可以说本书也是集体智慧的结晶。同时，本书也参考了一些国内外同行的文献与研究成果，在此一并表示感谢。由于时间与水平限制，书中定有不足或错漏之处，敬请读者批评指正。

本书得到了湖北省自然科学基金项目“一体化数字液压作动器效率最优控制策略研究”资助。（项目编号：2016CFB614）”

作者