目前我国对火工品的生产需求越来越大,对于火工品的质量要求也越来越高。随着自动化技术的不断进步和飞速发展,自动化技术已经应用于各行业。根据我国火工品生产现状,自动化生产技术用于火工品装药行业相对较晚。本文所研究的火工品装药工艺难度大、生产要求高、自动化程度较低、生产过程安全系数不高,因此研究一种火工品装药控制系统对于提高火工品装药质量和效率有很大意义。本文首先对控制对象的装药工艺进行详细分析,得到药粉装填主要包括振动下料和自由落体夯实两部分。因此本文首先对颗粒物质的静动力学特征进行了分析,然后对装药设备生产要求进行分析得到了控制系统的控制目标是夯实完成后金属管内药粉的堆积高度达到稳定高度,并得到了装药的具体生产流程,完成了控制系统的整体框架设计。围绕控制目标得到控制系统的主要研究模型为夯实高度与堆积高度之间的关系。根据颗粒物质的研究现状分析得到药粉的堆积高度和夯实高度之间不能建立精确的数学模型;根据夯实过程分析得到药粉的堆积初态不同,夯实高度与堆积高度之间的关系有何变化,这就是控制系统设计的两个难点。本文对于第一个难点采用数据驱动方法对其进行控制算法设计,对于第二个难点采用离散元数值仿真软件对夯实过程药粉的运行状态进行模拟,寻找夯实高度与堆积高度之间的关系。根据仿真结果发现采用自适应控制方法能达到更好的控制效果。因此本文采用无模型自适应控制方法对控制系统的控制方法进行设计。根据无模型自适应控制方法的理论研究和实际应用选取了基于紧格式的单输入单输出系统对控制算法进行设计,在Simulink上实现了控制算法的模型搭建,并对设计的控制算法进行了仿真验证,得到本文设计的控制系统控制效果良好。然后采用PLC为控制核心,实现设备器件的逻辑控制;运用设备网现场总线技术实现了远程信号的采集和传递,实现了设备的集中控制;上位机采用触摸屏,实现工艺参数的修改和工作状态的监控,并实现了控制系统的软件和硬件设计。最后,在重庆大学与某企业合作设计的火工品装药设备上实现了控制系统的应用,对实际生产效果进行分析得到,本文设计的火工品装药控制系统能实现火工品装药的自动化生产,控制效果良好,系统工作稳定,满足项目要求。