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近年来,水利水电工程得到了极大的发展,涌现了一批巨大而复杂的土石坝建设项目。大型土石坝数量的剧增带来很多技术方面的难题,特别是大型土石坝坝基抗震设计参数难测定,成为建设施工方亟待解决的问题。目前坝基抗震设计参数的测定通常在实验室借助三轴试验来完成,而国内外三轴试验中尚缺少能够模拟300米(3MPa)坝高的高围压水压加载系统,因此亟需设计一套具有较高静态加载精度和较好动态特性的动三轴仪高围压径向加载系统来满足实验和实际工程的需求。本文在国家自然科学基金项目(51275068)的支持下,结合实验室三轴设备,开发出一套以STM32和交流伺服电机为核心的动三轴高围压水压加载系统,本文的研究方法和内容主要有以下几个方面：首先,通过对国内外文献研究成果的大量调研,详细介绍了三轴试验高围压加载装置的具体实现方式、水压传动技术的发展现状及模糊控制的相关理论,提出了以单片机和伺服电机为控制核心的总体控制方案,并完成了相关硬件电路和机械零部件的设计及选型。其次,剖析了交流伺服电机的矢量控制技术,重点建立了交直轴坐标系下的电机双闭环控制模型,进而得出整个动三轴高围压加载系统的数学模型,在此基础上分析了系统的稳定性,并介绍了临界比例带法PID初值参数整定过程。然后,针对动三轴高围压径向加载系统控制对象非线性、参数时变性等复杂情况尝试运用模糊控制对PID参数进行在线整定。基于系统建立的模糊控制器和高围压加载系统数学模型,借助于S imulink工具箱,对系统进行动静态仿真和分析,仿真结果表明模糊PID的动态特性和适应性更好,相位滞后较常规PID减少了16.7%,综合效果要好于常规PID。最后,借助于LabVIEW和RVMDK软件设计开发平台,进行了上位机界面和下位机程序的调试和设计,在此基础上完成实验验证工作。通过实验的方法标定水压力与活塞位移之间的函数模型并用三阶指数拟合其关系曲线。针对模糊PID和传统PID,分别给定系统相同的输入信号,实验结果表明,模糊PID较传统PID稳态精度更高。阶跃响应实验中超调量较常规PID减少了20.7%,响应较快,动态特性优于常规PID。典型周期信号实验表明系统低频下的动态特性优于高频,同时加载系统能够做到5‰的静态加载精度和0.01～5Hz的动态加载频率,达到了系统设计目标。