随着经济的迅猛发展,结构件尺寸趋于大型化和标准化,因此我国的建筑业对大型结构件提出了越来越高的要求。目前的结构试验机都是应用标准件或小尺寸模型的试验结果来推定大型结构件的性能,而这不能为大型结构件的测试提供可靠试验数据。所以必须要研制加载能力与剪切位移较大的万吨级试验机来完成大型结构件的全尺寸试验。水平超冗余驱动机构是万吨级试验机实现水平大位移剪切的关键结构,本文主要研究水平超冗余驱动机构冗余控制策略。本文第一章介绍了大型结构试验机的国内外研究现状,然后在国内外学者研究冗余并联机构控制策略的基础上总结出超冗余长行程冗余并联机构在动力机构、机械结构设计、位置控制、内力抑制等方面的关键技术问题。第二章根据试验机的技术要求分别对水平超冗余并联机构两个方向的动力机构进行最佳负载匹配设计,并分别对动力机构进行数学建模。冗余并联机构在水平方向的控制属于位置控制。为了解决水平超冗余驱动机构位姿控制问题,本文在第三章中采用并联机器人的运动学正反解思想,提出了基于运动学的自由度空间控制策略对系统的位姿进行精确控制。国内外的学者均指出超冗余并联机构因作动器的动态特性不一致等原因而产生较大的内力,系统内力严重过大会破坏试验系统。传统的压力镇定控制器与八自由度压力镇定控制器在超冗余并联机构中的应用存在调节参数繁多以及增设冗余自由度困难等问题。本文在第四章在对系统动力学方程求解的过程后,将系统不对外做功部分的通解所组成的空间定义内力空间,将系统的内力用数学方法具体表示出来。在此基础上提出基于内力空间的内力抑制策略,将系统内力反馈到伺服阀的控制信号信号中达到内力抑制的目的。最后,利用ADAMS建立冗余并联机构的动力学模型,在Simulink中搭建基于运动学的自由度空间控制模型,二者联合对基于运动学的自由度空间控制策略进行仿真验证。在此基础上加入基于内力空间的内力抑制控制器验证其内力抑制效果。最后在ANSYS中建立柔性试件并导入ADAMS中,利用MATLAB与ADAMS的联合仿真验证系统在柔性负载情况下基于运动学的自由度空间控制策略与基于内力空间的内力抑制控制器的效果。