水压机的主分配器由电液伺服系统控制，进而通过控制活动横梁的位移完成整个锻造过程，在水压机工作过程中，活动横梁的位置控制精度和响应速度直接影响着工件的锻造精度，因此，系统的位置控制性能显得尤为重要，有必要对系统的控制性能进行深入分析，为系统结构改进和补偿控制提供理论参考基础，以期有效提高工件的锻造成型效果。
南方水泵厂以60MN自由锻造水压机油控水系统为研究对象，分析系统的工作原理及控制模式，基于前文的研究成果，搭建水压机油控水系统的整体仿真模型，对比水压机现场的实测曲线和仿真曲线，研究几种典型工况下的油控水系统的整体工作性能，分析系统控制性能的影响因素，在此基础上引入自抗扰控制，与传统PID控制对比，分析控制效果。
一、实验系统组成
烟台某企业60MN自由锻造水压机作为实验系统，其现场照片如图1所示。
图1a)左侧的操作台用于操作机的控制，右侧的操作台用于水压机的控制，图1b)为水压机与操作机联合锻造照片。该操作台可实现水压机锻造过程的手动和自动操作，其控制界面以WINCC作为人机交互界面，控制器选用西门子的S7-400，控制程序基于STEP7图形化编译。
该水压机可实现锻件的镦粗、拔长、冲孔、表面精整等锻造工艺，其结构尺寸和主要设计参数如表1所示。
东莞南方水泵为更好地了解和评估系统的工作状态，该水压机安装了多种传感检测装置：水压机的2个回程缸各安装了1个位移传感器，用于在线检测活动横梁的位移，将2个位移传感器的测量均值用以HMI界面的数据采集和水压机油控水系统的位置闭环控制；主分配器的主轴上安装了较高精度的旋转编码器，用于检测主分配器主轴的转角，以保证水压机液压伺服系统的控制精度；水压机水系统的几个关键位置安装了压力传感器，用以实时检测主泵组的出口压力、蓄势水罐的压力、充液罐的压力、液控节流阀的入口压力和控制腔压力、主分配器的入口压力、主缸和侧缸的压力以及回程缸的压力；以上检测元件的规格如表2所示。
二、实验数据采集
dSPACE实时仿真系统是基于MATLAB/Simulink软件开发的一套实时控制平台工具，可以实现数据采集、数模转换、控制系统开发、半实物仿真及系统测试等功能，并能与MATLAB/Simulink软件实现兼容和无缝连接。dSPACE实时性强、可靠性高、扩充性好、I/O接口支持丰富，应用十分广泛，包括机器人技术、航空航天技术、汽车发动机、电力机车、驱动及工业控制等领域。为精确的采集水压机油控水系统的实验数据，将dSPACE实时仿真系统的数据采集端口与水压机的PLC控制器相连。dSAPCE实时仿真系统配置有一块高性能处理器，该处理器通过PHS总线提供到I/O板的接口，为实时仿真系统设计的PHS总线，由于没有利用其它外部传输协议的总线，也就不存在的内含软件的问题，因此可以使I/O的访问时间得到保证。集成的DS1104PPC控制器板基于PowerPC技术的实时硬件，拥有8路A/D和8路D/A接口，同时配备20位数字I/O接口、定时器、存储器、终端控制单元、增量编码器等设备。如图2a)为dSPACE工控机的主板及相应硬件。2b)为dSPACE数据采集装置。
三、广东南方水泵分析实验数据
水压机在锻造过程中受到锻件的力冲击和卸压卸荷引起的水流冲击，导致水压机各部件及传感检测元件发生不可避免的振动，加之信噪干扰的影响，将使各传感器的检测数据含有大量的干扰信号，因此在实验现场的数据采集过程中，为获得较为真实的实验数据，有必要对原始采集的实验数据进行去噪声处理。而小波变换是一种常用的去噪方法，能在时域和频率域内进行局部信号分析，局部化性质良好，而且其对高频信号采用渐变减小的时间取样步长，使得信号的任意局部都能被关注。本章基于MATLAB中小波工具箱的小波分析函数，对信号进行去噪声处理，具体流程和主菜单窗口如图4和5所示。
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