复合材料液压机是高端复合材料制品模压成型的核心设备,主要用于制造结构形状复杂、尺寸精度要求高的树脂基纤维增强复合材料,直接决定着复合材料制品的成型质量。近年来新能源车产业发展迅猛,基于轻质高强复合材料的汽车轻量化需求日益迫切,这为高端复合材料液压机的发展提出了新的要求。在复合材料模压成型中,因受热不均等因素将不可避免的产生变形抗力,从而形成倾覆力矩,进一步导致压机活动梁发生位置偏移,这制约了制品成型质量的提升,甚至对模具产生不可逆转的损伤。因此,研发高性能调平系统平衡倾覆力矩、以保证活动梁的水平精度,是提升复合材料模压成型装备品质的关键,也是复合材料制品优质成型的重要保障。本文围绕着复合材料压机高性能调平的需求,结合抗干扰能力强的滑模控制理念,设计复合材料压机四角调平系统。具体内容如下:首先,在对复合材料压机模压成型工艺环节分析基础上,设计被动式四角调平的液压系统。分析调平液压缸的运动规律及其控制目标,设计满足其控制要求的调平系统液压回路;在此基础上,确定复合材料压机主要技术参数、完成四角调平控制系统关键液压元件的计算选型及性能校核。其次,基于调平缸的伺服控制,建立描述其特性的数学模型。结合阀流量方程、液压缸流量连续性方程和力平衡方程,建立阀控非对称调平缸系统的状态空间方程;通过阀控非对称缸的传递函数分析其往复运动特性,获得不同进油状态下调平缸特性;建立比例伺服阀的数学模型,并通过粒子群算法整定PID控制参数,获得泄漏系数和外负载对控制效果的影响。然后,基于滑模控制原理,设计调平系统的控制器及控制策略。针对单个调平缸位置闭环控制,设计滑模控制器并与PID控制进行比较;针对多缸同步问题,分析并同步式控制策略下的滑模控制效果,针对大泄漏和强干扰工况设计带有交叉耦合的滑模控制模型;此外在微开模特殊工况下,分析滑模控制与PID控制的调平效果。最后,以双缸同步控制系统为例,验证所建立滑模控制方法的有效性。建立双缸同步控制试验平台及其测控系统,通过实测数据验证仿真模型的可靠性;基于验证后的仿真模型,分析比较PID控制和滑模控制在空载与带载下的控制效果,尤其带有交叉耦合控制策略的滑模控制方法,可显著提升系统的同步控制精度,由此验证了前文的分析结论。本文的创新之处在于,针对复合材料压机的高精四角调平的需求,将抗干扰能力强的滑模控制算法引入四角调平控制系统中,作为调平液压缸的位置闭环控制算法;在此基础上,结合交叉耦合控制策略补偿各缸间的位移差,由此进一步提升调平液压缸在时变负载下的位置定位精度和同步精度,这为复合材料模压成型的高精度可靠调平提供了一种新的方法。