旋压技术作为一种先进制造技术,经过多年的发展如今已被广泛应用于航空航天、炮弹、兵器等军工产品和汽车、飞机等民用工业中,成为加工回转型薄壁筒形零部件的关键技术。而旋压机床作为旋压成型技术的关键设备,体现了旋压技术水平的高低,同时对旋压产品的质量和加工精度起决定性的作用。因此,针对旋压机床的研究对发展旋压技术和提升旋压产品质量具有非常重要的意义。对于大直径薄壁管旋压过程中由于受到负载压力变化出现的钢管开裂、鼓包、裂纹等问题,本课题提出一种应用于大直径薄壁管旋压机的新型液压系统,同时对其控制系统和控制策略进行了研究,为我国自主研发自动化、智能化的大直径薄壁管旋压机床奠定了基础。本文首先对旋压过程中影响钢管旋压厚度的因素进行了分析和分类,提出钢管旋压厚度控制的方法。同时借鉴轧机AGC的控制理论提出在旋压过程中对液压缸的压下量进行补偿控制,并计算钢管旋压厚度补偿量。进一步分析旋压机液压控制系统结构,设计旋压机液压系统,计算确定液压系统的主要参数,并建立液压系统的三个基本方程,推导系统传递函数,构建压力—位置转换模块和其他元件的数学模型,最后建立出大直径薄壁管旋压机液压系统的控制框图。为了验证该液压控制系统的可行性与稳定性,本文根据所设计的液压系统原理图利用AMESim软件对其进行仿真分析,分别构建单纯的位置闭环控制和位置—压力复合控制的系统模型进行对比分析,研究不同控制策略下液压系统的动态特性和抗干扰能力。仿真结果表明当液压系统采用位置—压力复合控制策略进行控制时,系统的响应时间缩短,准确性提高,抵抗负载干扰的能力也有所增强。考虑到系统运行过程中存在的非线性特性和不确定因素的影响,为了进一步提高旋压机液压系统的控制精度,本文设计一种结合扰动观测的级联控制器,对大直径薄壁管旋压机的旋轮进行复合控制。通过扰动观测对系统中不确定的参数进行估计和补偿,然后利用滑膜控制理论设计级联控制器,最后使用SIMULINK和AMESim对其进行联合仿真。研究结果表明,无论系统有无负载扰动,基于扰动观测的级联控制器控制液压缸的位置精度比采用PID控制器控制液压缸的位置精度高,位移跟踪误差明显减小,系统抵抗负载干扰的能力提高。