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在常规金属热挤压过程中,由于坯料的变形和温度的不均匀分布,导致产品的尺寸、形状、组织和性能等不均匀性,而等温挤压对于减小这些不均匀性,是一种理想的方法。根据现有对等温挤压技术的研究发现,闭环控制等温挤压技术目前已经成为国际上最先进的等温挤压技术。但由于现有测量和控制技术的原因,该方法难于在实际挤压过程中得以推广。所以本文提出了采用闭环控制理论中的增量式数字PID控制算法同有限元模拟挤压过程相结合的方法,根据测量的工件出口温度的变化实时改变挤压速度,以实现模拟等温挤压控制。将所得的挤压速度曲线应用到实际挤压过程中,实现等温挤压的目的。同时本文还提出了利用DEFORM-3D软件的ALE有限元算法模拟计算一般Lagrangian算法无法解决的大截面型材的挤压模拟问题。本文首先对AZ31镁合金常规等速挤压过程进行了模拟仿真。通过挤压实验的验证,得出挤压力、模具温度的变化,模拟和实验结果吻合较好,模拟过程取得很高的精度。随后利用增量式PID控制算法同有限元模拟挤压相结合的方法,研究AZ31十字型材和方管的等温挤压过程,并与等同挤压速度的恒速挤压过程进行比较分析,结果发现:利用PI算法控制工件的温度,可以很好的实现不同型材的等温挤压过程模拟,控制误差为±2℃,同时可以得出实现等温挤压的挤压速度曲线;对于较大挤压比的挤压过程,如本文的方管挤压,对温度的等温控制显得更加有必要,可以很明显地改善常规大挤压比挤压时高温升对挤压制品的影响;在相同挤压效率的情况下,等温挤压较常规等速挤压更有利于实现挤压制品截面质量的均一性,模具的温度变化更加均匀,有易于延长模具的使用寿命。最后利用DEFORM-3D的ALE算法模拟了大截面矩形管和圆管在挤压到达稳态时的过程,模拟结果得出:挤压过程中温度场和速度场的分布,真实的反映了实际挤压过程;通过对金属流出模口时速度的分析,对挤压模具的设计提出有效的建议;同时计算效率得到了很大的提高,减少了计算机资源的消耗。