高温真三轴压力机是同时具备恒温和恒压两种功能的实验设备,主要应用于岩石工程特性的研究中。高温真三轴压力机是通过在地面上模拟深层地下高温高压环境的实验装置。目前,国内具备加热功能的真三轴压力机很少,而且处于恒温输出时控制精度低,无法较好的满足实验的需求。比较之下,同类的国外产品性能较好、精度高,但价格相对昂贵。为了改变目前这种局势,迫切需求国内自主研制一种精度高、成本低、性能良好的高温真三轴压力机来满足科研的需求。针对这种问题,本文提出将嵌入式技术应用于高温真三轴压力机,介绍了一种基于嵌入式Linux的高温真三轴压力机温度控制系统的设计方案。嵌入式技术是将网络通信、数字技术、操作系统以及集成电路等技术和实际研究对象紧密结合的先进技术。首先,本文对课题的背景和研究意义进行了介绍,探讨了与课题相关的国内外研究现状,且简单论述了嵌入式系统。其次,根据高温真三轴压力机的性能要求提出了温度控制系统的总体设计方案。温度控制系统的主控核心采用嵌入式芯片S3C2440,软件开发采用嵌入式Linux操作系统作为平台。再次,对温度控制系统的硬件电路及软件部分进行了设计。温度控制系统硬件电路的控制核心为ARM9处理器S3C2440,结合温度控制系统的需求通过外围接口对硬件电路进行了扩展,运用S3C2440的PWM模块输出脉冲信号给交流固态继电器来精密控制电加热棒的平均加热功率,从而使温度控制系统的控制精度和可靠性明显提高。在软件设计方面,对嵌入式Linux操作系统和相关设备驱动程序进行了移植,并且对人机交互界面、温度数据采集等程序进行了设计。最后,搭建了温度控制系统的模型,通过应用模糊PID控制策略来实现对高温真三轴压力机恒温输出的高精密控制。并对模糊PID控制算法和传统PID进行了仿真和实验研究。仿真和实验数据均同时表明,模糊PID控制算法控制性能优良。将其应用于实际的高温真三轴压力机温度控制器中获得了良好的控制效果,恒温性能与精度得到明显增强。