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高精度中空式电液伺服马达是应用于飞行仿真转台内框的驱动元件，其性能的优劣程度直接决定了仿真转台的整体性能指标。随着航空航天科技的进步和我国现代军事技术的不断发展，对仿真转台及各种国防装备用电液伺服驱动元件技术指标和使用要求不断提高。例如对轴向尺寸较长的大质量导弹导引头进行半实物仿真时，就需要使用中空式电液伺服马达作为电液伺服驱动元件。目前看来在控制策略已经能够最大限度地发挥现有设备能力的情况下，从基础着手深入研究中空式电液伺服马达的结构优化，密封材料及密封结构，泄漏流量控制等问题是具有非常重要意义的，可以有效地解决制约中空式电液伺服驱动元件进一步发展和应用的问题。通过查阅大量国内外文献，对仿真转台用中空式电液伺服马达的性能及其结构形式进行了概述，介绍了中空式电液伺服马达设计过程中的一些关键技术，针对这些关键技术问题提出了本文的主要研究内容。 本文通过推导中空式电液伺服马达动力学方程，建立了完整非线性数学模型，与以往线性化阀控马达数学模型不同的是，本文根据中空马达的结构特点明确地将内、外泄漏流量及摩擦力矩的作用包含到数学模型中，实现了针对中空式马达系统的非线性建模与仿真。针对中空马达摩擦力矩大，爬行现象严重的特点，从基于密封材料优化和基于控制策略两个方面研究中空马达摩擦力矩的补偿问题。将实验理论应用到密封元件摩擦磨损特性的研究中，获取对改善马达爬行最有利的复合密封材料配比，实现从摩擦学机理上的摩擦力矩补偿。探讨了爬行现象的机理及不同摩擦模型的优缺点，采用基于LuGre模型的自适应控制实现中空马达摩擦力矩的补偿。 大量工程实践的经验表明，以PTFE和O型橡胶圈构成的弹性填料式组合式动密封是影响中空马达摩擦特性及泄漏特性的重要因素，而目前电液伺服驱动元件中密封结构的设计依然沿用传统的按经验设计方法，不能够准确地了解密封结构参数与泄漏流量之间的量化关系。本文从两个方面来研究中空式电液伺服马达泄漏特性，其一，分析组合式自补偿动密封的工作原理及其泄漏机理，建立组合式填料密封的线接触模型，采用非线性有限元软件ADINA分析中空马达组合式动密封不同工况下的工作状态及接触应力，结合弹性流体动力润滑理论中的“逆解法”求解密封元件泄漏流量及粘性摩擦力的数值解。其二，根据中空马达结构特点首次建立了其内、外泄漏模型，在此基础上讨论了中空马达内、外泄漏流量对其低速跟踪性能的影响。介绍了扩展卡尔曼滤波器（Extended Kalman Filter简称EKF）的基本原理，将其应用于中空马达的内、外泄漏流量估计当中。采用扩展卡尔曼滤波器对系统状态的重构得到马达两工作腔的压力最优估计值，通过建立压力估计收敛误差与泄漏流量之间的映射关系实现对马达整机内、外泄漏流量的检测。 针对理论分析的结果，本文在中空式电液伺服马达实验台系统上对其摩擦力大小进行了测量，通过与理论推导的摩擦力矩大小进行比较，完善了理论分析方法。对摩擦模型中的参数进行了辨识，并应用基于LuGre模型的自适应方法对中空马达摩擦力矩补偿进行了实验研究。提出一种中空马达内、外泄漏流量测量方案，应用此方案实现了对中空马达内外泄漏的自动测量，为研究马达泄漏特性提供了实验基础。综合泄漏流量的有限元计算结果与扩展卡尔曼滤波器的估计结果，与实测结果相比较，进一步完善理论分析方法。