大锻件的质量和生产能力是衡量一个国家工业发展水平的重要标志之一,大型水压机是大型锻件成形装备,提高大型水压机动力传输系统的控制性能至关重要。针对大型水压机动力传输系统进行元件级和系统级研究以提高其性能,具有重大理论和实践意义。目前大型水压机普遍采用油控水的控制方式,水系统主控制阀采用八阀分配器的传统形式,该动力传输系统主要存在两方面的问题:一是水系统的八阀分配器应用多年未作改进存在控制流量线性度不好的问题,影响整体控制性能;二是液压伺服系统和水系统没有做到深入融合整体控制,制约了整机性能的提高。针对上述问题,本文主要展开以下研究工作:(1)从阀杯孔口排布形式入手,对进水阀阀口通流面积进行计算分析并优化,得到阀杯孔口最佳重合度;建立进、排水阀流场分析有限元模型,通过流场分析得到其流场分布情况、流量及阀芯受力情况;以60MN自由锻造水压机为试验平台,验证优化后阀杯孔口排布形式下进水阀流量-位移特性的改进情况。(2)采用机理建模的方法对油控水系统的关键元件进行数学建模,包括水泵、蓄势器、进水阀、排水阀、主分配器、充液阀、管道、执行机构、负载、工作介质及电液伺服系统。推导油控水系统完整的数学模型,为后续的研究奠定理论基础。(3)在水压机电液位置伺服控制系统数学模型的基础上,为提高水压机伺服系统的静动态特性,对电液位置伺服控制系统的负载特性进行分析。为提高锻件的质量,保证控制系统受外部干扰情况下的可控性,提高电液位置伺服控制系统的鲁棒性,本文提出自抗扰的控制策略。借助MATLAB/Simulink软件,搭建自抗扰控制仿真模型,进行仿真分析,为实验研究奠定基础。(4)对60MN自由锻造水压机的控制特性进行了仿真和实验研究。介绍了60MN自由锻造水压机的实验测试系统、数据采集方法和数据分析工具。并建立了油控水系统和水系统的联合仿真模型,分别对系统在常锻和快锻两种工况下的控制特性进行仿真分析,通过实验验证了仿真模型的准确性。针对液压伺服系统鲁棒性差、抗干扰能力弱的问题,引入自抗扰控制方法,分析水压机空载和不同加载力下的控制性能。