受到传统弯曲成型工艺的限制,复杂曲率的型材成型通常需要经过较为复杂的回弹补偿计算才能够达到所设计的曲率值,并且成型后的型材内应力值较大,尺寸精度较差。我国在航空、建筑、汽车等工业中对高精度、复杂曲率的铝合金型材需求量巨大,而我国目前的变曲率成型技术较为落后,无法满足中国制造2025的需要。为了解决我国变曲率成型技术的短板,本文从以下几个方向对变曲率成型技术进行研究并进行实验。首先,本文基于塑性理论以及有限差分算法,推导出挤压变曲率成型中型材运动轨迹计算的两种算法,分别适用于不同的场合。同时为了缩短计算时间和保证一定的轨迹求解精度,本文还基于所推导的轨迹计算算法,根据不同参数对时间步长的影响,设计了相对应的变时间步长算法。并基于该轨迹计算算法与差分算法,得出了变曲率型材插值节点的速度求解算法。所得出的型材运动轨迹算法为接下来的模型前馈控制建立了基础。其次,本文基于梯度下降算法,提出了挤压变曲率成型设备中弯曲模运动的轨迹优化方法。分析了弯曲模在面对不同曲率半径型材时,弯曲模的轨迹优化迭代计算算法。并考虑当最优运动轨迹不满足电机设备的使用功率时,即在力约束下,弯曲模相对应的最优运动轨迹。本文还针对变曲率成型设备在单方向控制下的成型曲率范围进行了分析,为接下来的变曲率控制建立约束与优化方法。最后,本课题基于所研发的算法,在Matlab软件环境中建立了挤压变曲率成型设备的仿真模型,实现了控制模型的参数化,并用于对不同的控制方法进行仿真,拟合出相对较优的控制参数。本课题还基于labview等软件环境、Mod Bus TCP/IP等总线技术,arduino、Broadcom等硬件平台,针对挤压变曲率成型设备进行了控制系统的研发,该系统能够实现对挤压弯曲设备的控制、相关参数的读取和控制模型的输入以及关键数据的存储与显示。基于所开发系统,本文还就传统PI控制、滑膜变结构控制以及阻抗控制进行了分析,并结合滑膜变结构控制与模型前馈控制实现了系统的组合控制,实现了采样周期在10Hz内控制的精度。为更高精度与更加智能的变曲率成型控制奠定了基础。