电液伺服控制技术的发展（1）
1 发展历史
早在二战时期，出于军事的需要，电液伺服阀首先出现在飞机的控制系统上。在随后的20多年，电液伺服技术不断发展，日臻成熟，以其快速性、高动态的响应，成为武器和航空、航天自动控制以及一部分民用工业设备自动控制的重要组成部分。随着微电子技术和计算机技术的发展，各类民用工程对电液控制技术的需求变得更为广泛和迫切。伺服阀的高成本、对流体介质清洁度的苛刻要求及维护的困难，使其成为电液伺服技术推广民用化的障碍。
在此背景下，工业伺服技术和电液比例技术开始得到迅速的发展。
伺服比例阀是比例技术和伺服技术结合的产物，早起出现的比例伺服阀由于其关键的电-机转换器仍然是最大控制电流仅几十毫安的力马达或力矩马达，仍属于伺服阀的范畴，也称之为工业伺服阀。
到1995年前后，出现了新型比例伺服阀。
电液比例伺服是一种性能和价格介于伺服阀和普通比例阀之间的控制阀，它具有传统比例阀的特征，采用比例电磁铁作为电-机械转换器；同时，它又采用伺服阀的加工工艺、零遮盖阀口，其阀芯与阀套之间的配合精度与伺服阀相当，无零位死区，频率响应比一般比例阀高，而可靠性高于一般伺服阀。电液比例伺服方向阀对油液的清洁度要求低于电液伺服阀，而它的控制性能已与普通电液伺服阀相当，特别适用于各种工业领域的闭环控制系统。值得指出的是，这种电液比例伺服阀还有一个普通伺服阀不易实现的附加特性：当阀的电源失效，电磁铁失电时，由于弹簧的作用，能使阀芯处于一个确定的位置，从而使其4个通口具有固定的通断形式。
随着比例伺服技术的不断发展和创新，以及和电子、计算机技术的紧密结合，比例伺服阀已可以和伺服阀相媲美，同时由于其具有传统比例阀可靠、耐用、使用维护成本低的优点，必将使伺服技术在工业领域的广泛使用成为现实，也将给用户带来明显的经济效益。
2 20世纪90年代的伺服阀
在20世纪90年代，国外研制直动型电液伺服阀获得了较大的成就。现形成系列产品的有Moog公司的D633、D634系列的直动阀、伊顿威格士（EatonVickers）公司的LFDC5V型、德国Bosch公司的NC10型、日本三菱及KYB株式会社合作开发的MK型阀及Moog公司与俄罗期沃斯霍得工厂合作研制的直动阀等。该类型的伺服阀去掉了一般伺服阀的前置级，利用一个较大功率的力矩马达直接拖动阀芯，并由一个高精度的阀芯位移传感器作为反馈。该阀的最大特点是无前置级，提高了伺服阀的抗污染能力。同时由于去掉了许多难加工零件，降低了加工成本，可广泛使用于工业伺服控制的场合。
国内有些单位如中国运载火箭技术研究院第十八研究所、北京机床研究所、浙江工业大学等单位也研制出了相关产品的样机。特别是北京航空航天大学研制出转阀式直动型电液伺服阀。该伺服阀通过将普通伺服阀的滑阀滑动结构转变为滑阀的转动，并在阀芯与阀套上相应开了几个与轴向有一定倾角的斜槽。阀芯阀套相互转动时，斜槽相互开通或相互封闭，从而控制输出压力或流量。由于在工作时阀芯阀套是相互转动的，降低了阀工作时的摩擦阻力，同时污染物不容易在转动的滑阀内堆积，提高了抗污染性能。
Park公司开发了“音圈驱动(Voice Coil Drive)”技术（VCD），以及以此技术为基础开发的DFplus控制阀。所谓音圈驱动技术，顾名思义，即是类似于扬声器的一种驱动装置，其基本结构就是套在固定的圆柱形永久磁铁上的移动线圈，当信号电流输入线圈时，在电磁效应的作用下，线圈中产生与信号电流相对应的轴向作用力，并驱动与线圈直接相连的阀芯运动，驱动力很大。线圈上内置了位移反馈传感器，因此，采用VCD驱动的DFplus阀本质上是以闭环方式进行控制的，线性度相当好。此外，由于VCD驱动器的运动零件只是移动线圈，惯量极小，相对运动的零件之间也没有任何支承，DFplus阀的全部支承就是阀芯和阀体间的配合面，大大减小了摩擦这一非线性因素对控制品质的影响。综合上述的技术特点，配合内置的数字控制模块，使DFplus阀的控制性能佳，尤其在频率响应方面更是优越，可达400Hz。
从发展趋势来看，新型直动型电液伺服阀在某些行业有替代传统伺服阀特别是喷嘴挡板式伺服阀的趋向，但它的最大问题在于体积大、重量重，只适用于对场地要求较低的工业伺服控制场合。如能减轻其重量、减小其体积，在航空、航天等军工行业亦具有极大的发展潜力。
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