随着数字液压技术和工程机械的逐步推进发展,液压元件数字化已经成为工程机械未来的研究热点。当前多路阀阀体结构较复杂、加工繁琐,没有压力流量实时检测反馈,液压元件数字化较难;且多路阀多采用单根阀芯控制进出油口实现节流,能耗损失严重。负载口独立控制技术利用两个独立方向阀分别控制执行元件的进出油口来控制液压执行器,增加了系统控制系统自由度,通过单独控制可以减小液压执行器背压,并降低了液压系统能耗。本文首先对负载口独立控制技术国内外研究现状进行了调研,又对电液比例系统控制器发展概况进行了概述,接着介绍了负载口独立液压阀电控系统组成及负载口独立阀工作原理,针对负载口独立阀先导-主阀环节开展数学建模,求解出先导-主阀传递函数,并研究系统稳定性和稳态误差;而后开展了负载口独立阀控缸数学建模。而后提出了负载口独立阀主阀芯位移控制、负载口压力控制、主阀芯流量控制及压力流量复合控制策略。使用AMEsim搭建负载口独立阀液压和控制系统模型,开展仿真实验,验证了控制算法的可行性。最后,开发了负载口独立阀电控系统硬件平台和软件系统,开展实验研究验证控制策略和软硬系统的有效性。本文各章节内容如下:第一章绪论内容,首先阐述本课题研究的背景和意义,接着介绍了国内外对于负载口独立控制技术的研究进展,而后对电液比例系统控制器的发展概况进行了介绍,再此基础上提出了本文的研究内容。第二章介绍负载口独立阀电控系统组成及负载口独立阀工作原理;重点研究了负载口独立阀先导-主阀环节和阀控缸系统的数学模型。首先利用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,判断先导-主阀芯环节系统稳定性,并求解系统稳态误差,接着对负载口独立阀控缸模型进行数学建模,以伸出和缩回工况得出两根主阀芯阀口的流量增益系数Kqp1、Kqp2和流量压力系数Kcp,并得到液压缸的统一流量连续性方程。为后续负载口独立阀控缸仿真模型分析提供理论依据。第三章提出负载口独立阀主阀芯位移控制、负载口压力控制、主阀芯流量控制以及流量压力复合控制策略,采用AMESim搭建液压和控制模型并实现。并以挖机动臂缸为研究对象仿真验证控制策略正确性;接着又以挖掘机动臂缸伸出工况为例分析了压力流量复合控制策略抗击突变和斜坡负载的能力。第四章开发负载口独立液压阀电控系统硬软件系统。包括嵌入式控制器硬件设计、软件系统开发以及上位机GUI交互系统开发。选择TI C2000系列下TMS320F28335作为嵌入式控制系统主芯片,根据功能需求设计最小系统和外围电路,软件程序设计根据功能需求开发多任务实时软件控制系统。上位机GUI界面采用LabVIEW集成开发环境开发,集状态监测、总线拥堵自检通知、参数变化发送、单界面多图表监控、下位机上传数据记录保存与一身。第五章开展负载口独立液压阀电控系统实验。搭建基于桥式回路的负载口独立控制液压系统,研究了负载口独立阀主阀芯位移控制、负载口压力控制、主阀芯流量控制以及压力流量复合控制实验,研究复合控制策略下背压波动对进油流量控制稳定性的影响,验证了硬件平台和软件系统以及控制策略的有效性。第六章对全文进行总结,对今后的研究工作作出展望。