随着我国航空事业的发展,对盘坯的热处理工艺的需求越来越高。利用传统的淬火方式处理的盘坯具有残余应力大、温度场不均匀、温降速率难以控制等问题,而本课题所采用的气体冲击射流的淬火方式,通过改变管口流速从而调节盘坯的对流换热系数来控制换热量,从而实现温降速率保持恒定。气体冲击射流的淬火方式具有参数可控性、清洁、残余应力小等优势。可以实现盘坯以预设的温降速度进行淬火,从而保证盘坯的金相组织,提高盘坯的力学性能。本课题结合气体冲击射流淬火的原理,针对具有时滞的盘坯分布参数系统,进行了淬火过程盘坯温度场均匀控制以及应力预测的如下研究:首先,盘坯分布参数系统在状态空间中具有无穷维度,而气体冲击射流淬火的控制方式为点控制,为利用有限个点的状态信息来代替盘坯分布参数系统,需要采用正交函数逼近的方式对分布参数系统进行识别,并利用观测矩阵误差最小的优化准则进行求解。对气体冲击射流淬火过程中分布参数系统的控制点进行选取。其次,基于流场仿真并行计算原理搭建了基于控制器控制的联合仿真的气体冲击射流淬火三维并行计算的仿真平台;并结合选取的控制点建立了基于模糊PISmith控制的气体冲击射流淬火时滞分布参数系统控制系统。最后,搭建了流-固耦合与热-力耦合的热应力仿真平台。建立了盘坯的弹塑性模型,并对比了气体冲击射流淬火的恒流速的应力预测结果与基于模糊PI-Smith控制的应力与测结果。对比分析结果,表明控制系统能够有效降低盘坯的残余应力。