热塑性塑料成型液压机最大的特点是在空载条件下,滑块快速下行/回程速度最大可达1200mm/s。电液系统虽因高响应、高精度、高功重比及抗负载刚性强等优点而被广泛应用于液压机,但是液压机电液系统普遍存在着参数不确定性、不确定非线性和外干扰等问题,应用非线性控制理论可以得到有效地解决。液压机的另一大特点是压制塑料的模具尺寸大,与模具相配合使用的滑块台面就大,在液压机工作过程中,必须保证滑块具有一定的平行度。综上,关于热塑性塑料成型液压机电液控制系统的研究具有学术价值和工程应用价值。本论文以热塑性塑料成型液压机电液控制系统为研究对象,通过数学建模、理论推导、控制策略、仿真分析和实验验证等方法开展相关的研究,提出了关于热塑性塑料成型液压机电液系统一整套自成体系的控制技术,部分研究成果已经得到了实际应用。本论文共分为7章,各章摘要如下:第1章首先阐述了热塑性塑料成型液压机电液控制系统的研究背景,总结归纳了相关研究中存在的研究难题,介绍了塑料成型液压机及滑块调平电液控制系统所涉及到的研究现状与研究方法;最后,论述了本课题的研究意义及研究内容。第2章以导向调平电液系统为研究对象,建立了系统的非线性动力学模型,设计了一种基于扩张干扰观测器(Extended Didturbance Observer,EDO)的非线性级联控制器。扩张干扰观测器对速度变量和外干扰进行估计,非线性级联控制器的位移控制外环设计期望驱动控制力,非线性级联控制器的压力控制内环应用Backstepping设计方法由期望驱动控制力推导出实际的控制电压。仿真结果表明,所设计的基于EDO的非线性级联控制器实现了对所规划的运动轨迹具有精确的跟踪控制,表现出良好的控制性能鲁棒性。同时,分别采用了有无交叉耦合控制器(Cross-coupling Controller,CCC)与EDO控制器相联合的四轴同步控制。仿真验证了有CCC控制器的条件下,控制滑块的四只液压缸同步精度更高。第3章以导向调压电液系统为研究对象,建立了系统的非线性压力动态数学模型,设计了一种基于指令滤波的复合自适应控制器(Command-filtered-based Compound Adaptive Controller,CF-CAC)。指令滤波控制技术将虚拟控制信号经二阶滤波器滤波后作为实际控制信号,避免了传统Backstepping法中微分计算出现的“微分膨胀”问题;复合自适应控制技术利用系统的跟踪误差和预测误差对参数估计以实现快速自适应。仿真结果表明,设计的非线性压力控制器能快速准确地跟踪期望压力轨迹,达到了预期的控制效果。第4章以主缸加载电液系统为研究对象,建立了系统的非线性动力学模型,设计了基于自适应鲁棒控制器(Adaptive Robust Controller,ARC)的运动控制器。ARC控制器设计中采用了 一种基于非连续投影映射的参数自适应律,使参数估计值限定在估计范围内,弱化了参数不确定性,同时满足鲁棒控制需已知上确界和下确界的要求。由于ARC控制器具有参数自适应律渐进消除参数不确定引起的模型补偿误差,鲁棒控制律抑制未补偿的不确定非线性,其稳态误差可渐进收敛于零,拥有规定的稳态响应性能。最后,通过仿真和实验验证了系统的高精度运动轨迹跟踪控制。第5章以微行程调平电液系统为研究对象,建立了系统的非线性动力学模型,单轴设计了快速动态补偿型自适应鲁棒控制器(Fast Dynamic Compensation AdaptiveRobsut controller,FDC-ARC)。在保证稳态跟踪精度的前提下,提高了系统的瞬态响应性能。实验验证了有CCC控制器与FDC-ARC控制器相联合的四轴同步控制,当系统存在较大的建模误差和外干扰情况时,不仅能获得单轴高精度位移轨迹跟踪控制,而且也能实现四轴精确的同步控制(即实现规定的滑块微行程调平控制精度)。第6章以推顶调平电液系统为研究对象,建立了系统的数学模型。首先,在ADAMS软件中对液压机的机械部分建模;其次,在MATLAB/Simulink软件中对电液系统进行建模,并选用了平均式控制策略以及PID控制算法对控制部分进行建模;最后,对系统进行了联合仿真,得到了各轴的误差范围及阀芯的开口度。第7章,总结了本论文的主要研究工作,阐述了研究结论与创新点,给出了课题后续研究的建议与展望,为本方向的后续研究提供参考。