气动技术在当今社会应用广泛,工作过程无污染、高效率,适用于生产生活中的大多数场合。经鼻高流量氧疗作为治疗呼吸疾病的一种手段,是气动技术在医学上的一种应用,该技术舒适性强,在呼吸疾病中能起到很大作用,有一定的研究意义。但受制于气体自身性质影响了工作的稳定性,在工作过程中外界环境的变化,导致气体流量的输出无法保持很好的稳定性。所以,课题以经鼻高流量氧疗为研究背景,对氧疗设备中的比例电磁阀进行建模仿真并对控制方法进行研究,通过研究适合的、高效的控制技术使得输出气体流量能够达到使用要求。经鼻高流量氧疗设备中的比例电磁阀为CKD生产的比例电磁阀。课题对比例电磁阀的工作过程进行数学建模,建模过程中对比例电磁铁相关参数、弹簧刚度、长度,阀口面积、梯度,阀门等结构特征进行测量,并通过产品手册明确产品的工作原理,最终得到阀门输出气体流量在输入气体压力的浮动变化的情况下随时间变化规律的数学模型,之后利用MATLAB simulink完成工作过程的仿真,获得阀门出口流量在气体输入信号变化的情况下随时间的变化规律,之后基于Max well软件对比例电磁铁部分进行仿真,通过对比优化之前磁路部分模型,从而得到完整工作模型并以此为切入点进行控制研究。在获得具有工程应用价值的理论模型之后,搭建实验平台。实验平台的主要构成主要有STM32F103RE、比例电磁阀、风机、显示器等。实验平台搭建后使用软件Keil搭建下位机程序,上位机使用C#编辑完成界面显示、图形缩放、参数设置等操作。实验平台主要实现基于相关传感器的数据采集,进行开环调试,从而验证数学模型的可靠性、准确性,并对理论模型进行参数修正。之后在MATLAB环境构建阀门的控制系统仿真模型并选择合适的控制策略。通过课题研究实现了初始时信号阶跃产生的超调量抑制和随后气压不稳定导致的流量输出波动控制,使输出流量稳定在目标值,响应时间得到提升。上述工作为比例电磁阀控制系统开发提供了理论基础和有效的技术途径。利用技术研究结果,完成了满足既定目标的比例电磁阀稳定控制技术研究。论文研究具有科学意义和工程适用价值。