钽铌管材是钽铌工业里一类主要产品,由于其具有超强的耐高温、耐腐蚀性能,广泛用于航空、航天、核工业原料的输送环节。随着航空航天、核工业的不断发展,对钽铌管材的需求不仅在数量上增加,而且对钽铌管材的质量要求也愈来越高,但由于生产装备水平的落后,制约了产品质量的提高。尤其在产品精整矫直环节,装备水平更显落后,为此急需研究一种新的矫直方法和设备,来满足钽铌管材的生产要求。本文根据矫直机设计参数及要求,通过对比多斜辊矫直法与二斜辊矫直法,研制开发了一台十二辊管材矫直机。通过计算,得到管材受力情况的力学分析,然后论文从钽铌材料的性能特点出发,深入分析了薄壁钽铌管材矫直变形的规律及产生缺陷的条件,建立了薄壁钽铌管材矫直的工艺参数确定方法,进而确定了矫直机的总体开发方案,并且确定矫直时的其它工艺和结构参数。利用有限元软件分析了矫直机矫直管材时机架受力变形情况,得出机架在矫直载荷作用下的应力和位移分布规律。提出机架的改进意见,保证矫直的精度。同时,本文简述了本项目钽铌管材矫直机的结构,并介绍了矫直机的设计方案,设计了矫直机液压原理图。根据矫直机的特点和要求,对矫直机的液压系统和电控系统进行了设计。按照设计步骤,对液压系统主要元件的参数进行计算、验算并选择其型号,利用Solidworks软件绘制三维液压站模型。同时,简述控制系统原理、元件性能及元件选择原因。分别利用传递函数和微分方程建立了液压系统的数学模型,并且引入PID控制器对系统进行校正。分别应用Matlab/Simulink和DSHplus对液压缸活塞杆位移、进出油口流量以及液压缸两腔压力进行仿真分析,对比响应曲线。发现仿真结果差别不大,但是Simulink模型输出数值的稳定性不好,波动较大,不适合于频率太高的信号的分析,而DSHplus模型的输出基本保持一致,此软件可以大大简化液压系统的计算仿真过程,并且数值计算方法稳定性很高。本文还对矫直机液压系统PLC系统进行了设计。对S7-300进行程序设计、人机界面设计,并且比例阀的死区进行补偿,得到液压缸位置曲线。并根据此矫直机的特点,研究了基于幅值裕度和相位裕度采用继电反馈算法进行PID整定的方法,根据算法原理,采用Matlab语言编制了算法程序。最后结合Simulink软件与DSHplus软件的优点,对矫直机液压系统进行联合仿真,对此算法进行了验证。