针对高分子材料应力加载范围小、对象复杂的特点,本课题搭建了一套小型的电子材料试验机,包括机械结构的设计、控制系统的组建、测量方案的实施以及上位机软件的编程,主要从位移控制、速度控制和材料应力控制三个方面来控制试验机进行加载。其中,本文着重对试验机系统应力加载控制进行了重点研究,最终应用模糊自整定PID控制算法,并利用仿真与实验研究,与常规PID控制和积分分离PID控制方法进行对比分析。首先,研究和探讨了电子材料试验机系统的基本工作原理和控制系统的组成,并通过对比多种可行的方案,提出了本文中试验机机械结构和控制系统的设计方案。然后,根据提出的试验机系统的控制方案,在深入分析步进电机和驱动器工作原理的基础上,确定了试验机中力、变形和位移的测量方案,并给出了系统各个组成部分的近似数学模型。之后,着重针对试验机中应力加载控制环节,提出了二维模糊自整定PID控制策略,并对模糊自整定PID控制器进行了具体的设计分析。最后,利用MATLAB/Simulink仿真软件,对试验机系统应力加载控制进行了仿真模型的搭建,并利用实验和仿真对比了不同控制算法下的动态响应性能,最后得出文中采用的模糊自整定PID控制器满足一定的优越性和稳定性要求。