地震是对建筑结构具有严重破坏性的自然灾害之一,加载机构作为实验环境中可以实现地震载荷模拟的试验设备,被主要用于研究结构件在动、静态地震载荷作用下的响应及破坏机理。使用六自由度液压驱动冗余并联机构可以降低缩尺模型试验对结构真实抗震性能评估准确性的影响,进而能够为各类重大新型建筑结构的设计与建造提供充足的理论支撑。本课题以哈尔滨工业大学电液伺服仿真及试验系统研究所与中国建筑股份有限公司联合进行的中建结构工程实验室两个建设项目之一“万吨级多功能加载试验系统”项目为背景,对六自由度液压驱动冗余并联机构的加载控制策略进行了深入的理论分析和实验研究。对于冗余驱动并联机构,采用基于零位线性化近似方法的自由度位置控制会带来运动耦合问题,采用铰点空间位置控制会不可避免的使系统产生严重的内力,基于运动学正解的自由度控制方法也因目前正解算法多存在解算实时性差、精度低等问题而得到较少应用。为降低系统中的运动耦合,提高位置加载精度,本文基于系统闭环反馈控制的思想,将冗余驱动并联机构的实时正解问题转换为闭环系统控制问题,提出了基于闭环反馈的实时正解方法,分析其稳定性和收敛性,实现了基于闭环反馈实时正解的自由度控制。仿真结果显示提出的正解方法具有较高的解算精度和实时性,设计的位置加载控制器能较好的提高位置系统的频宽。液压驱动冗余并联机构通常存在驱动系统特性不一致、伺服阀零漂、结构参数误差和传感器测量误差等因素,导致系统在正常工作时产生较大的内力耦合,其内力形态随着机构位姿的改变而改变。为降低系统产生的耦合内力,利用奇异值分解给出了内力空间基底的求解方法,研究了在自由度控制框架下不同因素对系统内力的影响,在对内力耦合特性分析的基础上,根据内力形态随位姿变化的特点,提出了基于内力空间基底实时求解的内力控制策略。仿真结果显示提出的内力控制策略显著地降低了系统的内力,使得各液压缸出力均衡。当加载机构在进行高速压剪工况时,受到试件特性的影响,垂向加载力容易出现较大幅值的波动,试件的P-Δ效应(由于结构的水平变形而引起的重力二阶效应)也会降低转动自由度位置控制精度,严重影响机构的位置/力加载性能。为此,研究了在试件参数变化或存在位置扰动情况下采用传统基于位置阻抗控制策略时力控制性能的不足,分析了两种隔震支座试件在压剪工况中力学特性,在此基础上提出了位置/力混合加载控制策略:首先为改善基于位置阻抗控制的力响应性能,提出了具有力误差补偿的阻抗控制,给出了阻抗控制器参数选择方法;其次为降低压剪工况时由于水平位移剪切造成的垂向加载力波动,给出了试件特性前馈补偿方法。最后为降低压剪工况下P-Δ效应对转动自由度位置控制精度的影响,给出了倾覆力矩干扰抑制方法。仿真结果显示提出的位置/力混合加载控制策略有效地提高了位置/力加载精度。液压驱动并联机构受到液压系统自身非线性因素和试件耦合作用的影响,其位置和力加载自由度的频宽难以提高,导致正弦位置/力响应信号产生幅值衰减和相位滞后。为提高正弦位置/力信号跟踪精度,克服传统幅相控制方法存在的控制结构复杂、计算量大等缺点,通过对正弦信号幅值、相位、均值三个特征参数的评估,在原闭环控制系统外引入特征参数闭环控制回路,提出了基于三参数反馈的幅相控制策略,设计了幅相控制器并给出了控制器参数整定方法。仿真结果显示在提出的幅相控制下加载系统具有较高的正弦位置/力跟踪精度。以六自由度液压驱动冗余并联机构为实验平台,对上述各种理论分析结果及控制策略进行了详细的实验分析和研究。实验结果验证了本文针对六自由度液压驱动冗余并联机构所提出的加载控制策略的有效性。