今天我們以水壓機液壓控制系統(tǒng)作為研究對象，對系統(tǒng)關鍵元件和系統(tǒng)數(shù)學模型、進水閥結構優(yōu)化的特性、電液伺服系統(tǒng)自抗擾控制及系統(tǒng)控制特性影響因素，為水壓機整體性能的提高提供理論與實踐指導。

南方水泵廠家分析其創(chuàng)新點為：

       (1)高線性度流量特性的進水閥新結構，揭示了進水閥閥杯孔口排布形式對主閥通流面積的影響，得出了重合度為0.45時閥杯結構可以在保證強度的基礎上改善流量的特性。

       (2)水壓機電液伺服控制系統(tǒng)高性能控制策略。設計了五階自抗擾控制器。自抗擾控制器的引入，改善了水壓機的控制性能和魯棒性，不僅提高了鍛造頻次和控制精度，還補償了典型負載作用而引起的主分配器閥芯的受力變化。

       (3)建立60MN水壓機油控水系統(tǒng)的參數(shù)化數(shù)學模型，模型中考慮了進排水閥、蓄勢站、水泵、充液閥、主分配器、電液伺服系統(tǒng)和水傳動系統(tǒng)，并通過實驗驗證了模型的正確性，雖不同噸位的水壓機涉及的工作參數(shù)及結構參數(shù)有所區(qū)別，但本文的主要元件、電液伺服系統(tǒng)和水傳動系統(tǒng)的數(shù)學建模方法可為其它噸位的水壓機設計、分析、控制及優(yōu)化提供理論參考。

此外，南方水泵還做了以下工作：

       (1)研究了閥口液體壓力、流速特性，得出了先導級卸壓口會影響進水閥主閥壓力和流量特性，當閥芯位移大于30.8mm時先導腔液體壓力升高，主閥芯所受液壓力減小，先導級卸壓口流量減?。唤Y合試驗測試結果驗證了優(yōu)化后結構會提高流量-位移曲線線性度。

       (2)基于串聯(lián)型擴張狀態(tài)觀測器和串聯(lián)跟蹤微分器的思路，給出了自抗擾控制器相應的控制算法和參數(shù)整定原則。仿真表明，隨著水壓機快鍛次數(shù)的增加，自抗擾控制器有效抑制了負載突變引起的電液伺服系統(tǒng)位置擾動。

       (3)分析了水壓機空載大行程、重載小行程和高頻小行程三種典型工況下的控制特性，研究表明，水壓機快速性取決于液壓伺服系統(tǒng)的快速性和水系統(tǒng)的快速性，其中水系統(tǒng)的快速性受制于管道、手柄死區(qū)角度以及活動橫梁質量。

       (4)南方水泵廠分析了水壓機在空載、階躍、正弦和斜坡擾動力下的自抗擾控制和PI控制的效果，研究結果表明：相對于PI控制而言，自抗擾控制可使主分配器動作更加快速靈敏，從而有效改善活動橫梁空程及回程階段的控制效果。自抗擾控制器可以提高液壓伺服系統(tǒng)的控制性能和抗干擾能力，改善水壓機整體的響應速度并補償?shù)皖l擾動下的位置控制精度，從而提高鍛件的精度，該控制方法在水壓機油控水系統(tǒng)中有一定的應用價值。

       (5)優(yōu)化了60MN水壓機油控水傳動及控制系統(tǒng)，完成了整機調試，并搭建了數(shù)據采集及測控平臺，對不同工況及載荷下數(shù)據進行采集，并利用小波分析法進行了數(shù)據去噪，為本文理論研究結果提供了實驗佐證。

東莞南方水泵總結今后主要研究的工作有：

       (1)本文所得到的主分配器的結構優(yōu)化成果主要是為改善其流量輸出的線性度，而在60MN水壓機實際加壓工進與卸壓回程轉換點，其主分配器和活動橫梁的連接管路會由于水的卸壓沖擊而產生小幅振動，有待在后續(xù)的研究工作中從減少壓力沖擊、減小振動的方面進行主分配器的進一步優(yōu)化。

       (2)本文所得到的的分析結果是基于60MN水壓機的結構參數(shù)和工作參數(shù)，如何將分析結果推廣并成功應用到其他噸位水壓機升級改造將是有待進一步完成的工作。