随着工业自动化程度的提高,国际上自动装配与检测技术已广泛应用于各个领域。我国工业底子薄,很多工业生产与发达国家相比,存在着很大的差距。近二十年来,尽管我国发展迅速,并取得了很多成果,但是由于诸多客观因素的限制,我国在高性能火工品生产领域仍然较落后。由于高品质的火工品生产设备涉及敏感的国防工业技术,国外一直都采取严格的封锁措施。火工品的“心脏”是药剂,压药则是火工品生产的关键工艺之一。过去我国火工品的压药主要采用人工操作,或使用自动化程度较低的机械辅助,这很难满足压药工艺的稳定和现代生产需求,也很难保证压药的质量,同时存在许多安全隐患。要解决这个问题,只能自主研发高性能自动化压药设备,以保证压药质量,提高生产效率和安全可靠性。本课题来源于航天部门精密气动压力机研制项目,论文主要完成气动压力机的控制系统设计与研发,该压力机能自动完成加压、保压和缷压的整个压药工艺过程。文章从自动压力机的性能指标、功能要求及整机的安全保障出发,全面考虑控制系统的各个模块,设计控制系统的硬件及软件部分,并以设计完成的自动压力机为实验平台,测试获得大量的实验数据,应用过程系统建模的相关理论,采用实验建模法,计算得到了控制系统的参考数学模型,为自动压力机的控制器设计及参数整定打下了基础。自动压力机的气动回路采用排气节流的平衡回路,使用高精度的电气比例阀进行供气控制;安全控制系统采用了机械电气硬件保护和软件控制的多重安全措施;控制算法以建立的模型为基础,采用反馈加前馈的复合控制系统,分别整定反馈控制器参数和前馈系数,取得令人满意的控制效果,从而成功解决了气动系统气缸运动不平稳,输出压力难控制的问题,提高了自动压力机的安全可靠性。最后通过对自动压力机运行的测试与跟踪,结果表明整个控制系统的设计是成功有效的。系统的压力精度,生产效率,稳定性及安全性都达到了预期目标,系统控制软件界面友好,使用方便。目前设备已有多台投入生产,运行稳定,并带来了可观的经济效益。