电液伺服驱动技术以其控制精度高、响应速度快和输出功率大等优点在航空、工程机械、机械制造等领域获得了广泛的应用。本文针对目前广泛使用的阀控电液伺服系统存在节流溢流损失、对油液污染较敏感、结构复杂、效率低等问题,采用伺服电机直接驱动双向定量泵的方式建立了一种新型电液伺服驱动系统,运用现代控制理论与智能优化算法对控制系统参数优化以及系统动态响应特性进行了系统的理论和实验研究。分析和总结了直驱泵控电液位置及压力伺服系统的结构组成及工作原理,应用模块化思想将系统划分为多个独立模块的串联,分别对各模块的非线性环节进行了线性假设及简化处理,采用解析建模方法建立了各模块运动微分方程数学模型,完成了对位置及压力伺服系统传递函数的构建,借助Matlab软件依据系统频域特性曲线对系统的稳定性进行了相关分析,结果表明,压力伺服系统和位置伺服系统的开环传递函数Bode图均具有较大的相位裕度和幅值裕度,系统在一定增益范围内闭环稳定。系统阐述了 PID控制理论及其存在的参数难以整定的问题,引入智能优化算法对PID参数进行离线优化,建立了基于遗传算法与细菌觅食算法控制系统参数优化仿真模型,在Matlab平台上对位置伺服系统的PID控制器参数优化进行了仿真研究,结果表明,智能优化算法可以快速、准确地在给定范围内搜索到系统响应性能较优的PID参数。为了削弱系统固有的不确定的时滞性、时变性、非线性等因素对系统响应快速性的影响,在传统PID控制的基础上引入前馈量设计了前馈PID控制器,采用智能优化算法对PID参数及前馈量进行了离线优化,并采用基于智能优化算法的前馈PID控制对直驱泵控电液位置伺服系统的阶跃响应和余弦跟踪特性进行了仿真研究,结果表明,基于智能优化算法的前馈PID控制可以有效提高系统动态响应精度,具有控制精度高、响应速度快、稳态误差小等优点。本文在CQYZ-D电液伺服控制台的基础上完成了系统实验平台的搭建,在LabVIEW平台上完成了直驱泵控电液伺服控制系统软件开发。进行了前馈PID控制器参数对系统性能影响正交实验,采用径向基代理模型建立了控制器参数与性能指标之间映射关系,通过智能优化算法对PID参数及前馈量进行了离线优化,对比研究了优化前后位置及压力伺服系统的阶跃响应及方波响应特性。结果表明,基于智能优化算法的前馈PID控制可以有效提高直驱泵控电液伺服系统的控制精度,具有较小的调整时间和稳态误差。