土工三轴实验仪是一种模拟土体在土层中承受荷载环境的仪器,使用此仪器进行的土工三轴压缩试验是测定土体抗剪强度的一种方法。土体抗剪强度直接反映了土体承受荷载的能力,因此抗剪强度测定得是否准确,密切关系到建筑物地基是否稳定。由于国内试验机产业起步较晚,自动化程度不高,操作繁杂,试验精度已无法满足日益提高的需求。论文阐述了土体强度参数的求取原理,引出了土工三轴实验仪的结构设计以及试验方法。基于试验需求,设计了一个土工三轴实验仪控制系统。由控制系统自动控制土工三轴实验仪试验,提高了试验的自动化程度及试验控制精度,获取更为准确的试验数据以计算土体强度参数。控制系统采用了基于粒子群优化(PSO)算法的参数自整定变参数PID控制,克服了传统PID算法在土体大跨度加载这样一个复杂的非线性控制过程中,由于控制参数固定,导致自适应能力较差的问题,使控制系统能够对PID参数白调节,提高控制系统的自适应能力。控制系统的硬件以DSP为核心,以交流伺服系统为控制执行机构,用测量放大器及16位A/D转换器构成反馈通道。软件设计以参数自整定PID控制为核心,利用此控制系统完成了现场应力路径试验,验证了土工三轴实验仪控制系统的可行性和有效性,并对控制系统的使用做了介绍,对其设计做了总结分析。