水液压传动技术凭借自身绿色环保、安全性好、效率高等特点,具有油压无法比拟的竞争力。随着科学技术的不断进步,水液压传动技术日益受到人们的重视,并已经在工程机械、水下作业、食品医药等相关领域得到了推广与应用。然而,要实现水液压传动技术的推广,就必须首先研制出高性能的水液压元件。目前已经研制出的水液压元件越来越多,水液压传动技术的应用领域越来越广。人们对于水液压传动系统的精度要求也日渐提高。建立起水压伺服控制系统是水压技术研发的重要组成部分,也是水液压传动技术以及控制技术领域的学科前沿。伺服阀作为电液伺服系统控制的核心,为了发展水液压传动技术,对水液压伺服阀研发和改进十分必要。本文设计并改进了一种水液压传动伺服阀,而且以旋转式阀芯运动形式代替直动式阀芯运动形式,并运用Matlab/Simulink模块进行仿真研究。主要工作如下：(1)根据已有的伺服阀工作原理及其结构进行再设计。采用旋转式直流电机与阀芯直接相连,阀芯节流孔的开启量与阀芯的旋转角度成比例。初步设计出旋转式水压伺服阀的工作原理及其结构。通过对阀口形式进行讨论并计算其刚度及气穴指数,判定抗气蚀性能。最终确定阀口的形式为二级节流阀口。(2)根据阀口计算结果,改进伺服阀节流阀口的设计方案,使用Pro-E三维建模,进行进一步结构设计与改进。采用二级节流阀口。并将阀套设计由两部分改进为一部分。经过计算重新设计阀口分布,并重新设计了各个主要零件的结构尺寸。最终得到修改后的旋转式伺服阀工作原理及其结构设计。根据并实际需要进行材料和标准件的选择,进一步选择合适的直流力矩电机、编码盘。(3)对改进后的伺服阀进行数学建模。根据所得到的直流力矩电机电枢回路的电压平衡方程、转矩平衡方程以及力矩电机力矩输出方程等,计算出传递函数。利用Pro-E软件进行阀芯等结构质量分析,计算出传递函数中各项参数。利用Matlab/Simulink模块进行伺服阀的动态性能评定仿真,对频率响应进行仿真。得到所设计伺服阀的幅值裕度、相位裕度等信息,用以判断系统的特性。对本文研制的旋转式水压伺服阀的频率响应的仿真,最终得出伺服阀的动态特性参数。经过参数对比后,结果基本达到了伺服阀设计要求,可以为今后样机试验等后续工作提供理论依据。