模垫在冲压工艺中扮演着重要角色,配备模垫系统的冲压机可以更大幅度拉伸零件,改善零件材料流动性,从而降低坏件率,提高生产效率。目前,国内生产的模垫设备存在控制精度较差、生产效率较低等问题,其中模垫系统位置控制精度低是主要原因之一。因此,设计出具有高精度位置控制性能的液压模垫可以在很大程度上改善上述缺点。本文根据生产实际要求对500k N压机模垫液压控制系统进行设计和研究。在充分了解模垫系统国内研究现状后,明确了课题主要研究内容。通过对比不同设计方案的优缺点,最终确定以阀控缸作为液压动力元件,使用性价比较高的伺服比例阀作为液压控制元件,并采用蓄能器作为辅助动力源,提高系统能源利用率。根据所设计的液压原理图,对液压系统的主要元件进行参数计算和型号选择,并利用AMESim仿真软件对阀控缸系统进行负载特性匹配,证明了伺服比例阀与伺服液压缸参数计算及型号选择的正确性。针对模垫闭环位置控制系统,建立闭环位置控制系统数学模型,推导出系统传递函数框图,利用Bode图判断出该数学模型稳定。为深入研究模垫液压控制系统动态特性,使用AMESim软件建立闭环位置控制系统仿真模型,同时考虑到工件拉伸时模垫的压边力控制要求,建立了模垫液压控制系统整体模型。对以上两种模型进行仿真研究,结果表明:位置控制动态响应较慢,控制精度为0.1mm,达不到技术指标要求,系统需要进一步校正;压力控制稳定,压边力波动范围在250.12～250.32k N,满足技术指标要求。针对模垫位置控制精度达不到技术指标问题,对其控制策略深入研究。系统首先采用常规PID校正,校正后系统性能有所提升,但依然不满足技术指标。在此基础上,使用前馈、加速度反馈-PID校正复合控制策略对系统进一步校正,校正后减小了滞后误差,提高了位置控制精度,在动态响应与静态控制方面均满足技术指标要求。除此之外,详细研究了目标信号曲线（控制信号）、液压阀分辨率与滞环、供油压力等因素对系统性能影响,并选择出合适的控制参数。搭建半实物仿真（HILS）平台,验证控制策略的正确性。半实物仿真平台由硬件环境和软件环境组成。硬件环境主要由PLC、通讯板卡和计算机组成。软件环境由AMESim与Simulink组成。搭建好半实物仿真平台后,在软件环境中分别建立闭环位置控制系统半实物仿真模型和模垫液压控制系统整体半实物仿真模型,并分别进行仿真运算。最终仿真结果表明:模垫液压控制系统动、静态特性良好,满足技术指标要求,证明了控制策略的正确性。同时,也为设计方案的可行性提供了有力支撑。