在岩石力学领域,岩石试验机是必不可少的实验设备。现有的岩石力学试验机只能通过加载,获得岩石应力-应变等宏观力学特性,对其内部裂纹的发生和发展,水气在缝隙中的运移无法观测。研制可旋转的岩石力学试验系统,配合高能加速器CT以及计算机图像重构技术,可以获得岩石在模拟地下环境中被压裂的微观特性。岩石试样承载转台的旋转精度决定了重构图像的分辨率,所以研制重载荷、变载荷作用下的高精度转台是可旋转岩石力学试验系统的关键,由于载荷很大且变化,采用电机配合齿轮箱的驱动方式是必须的。在工作过程中,载荷变化引起的齿轮变形量的变化对高精度转台的旋转精度的影响不能忽视。论文分析了齿轮传动弹性变形的计算方法,对齿轮啮合过程进行了有限元分析。根据仿真结果分析了齿轮形变对转台位置和速度精度的影响,提出了在控制系统中提前预补偿的方式来弥补位置误差,以及利用改进控制算法的方式来提高转速平稳性。在MATLAB/Simulink环境下建立了转台控制系统的仿真模型,为了提高转台的平稳性,利用模糊算法对速度调节器进行改造。在仿真过程中,对速度调节器分别采用了PID控制和模糊PID控制,对仿真结果进行了分析。在理论研究和仿真基础上,研制了可旋转岩石力学试验系统的模拟样机,实现了三轴压力室的旋转、轴向加载、围压加载、渗流加载。在模拟样机的基础上,完成了转台控制系统的硬件电路设计和软件程序编写。对转台进行了性能测试结果表明,在转台负载经常发生变化的情况下,使用模糊PID控制转台速度动态特性更好,超调量更小,调节时间更短,转台运行更稳定。论文研究结果对高能加速器CT多场耦合岩石力学试验系统中的高精度旋转台的研制奠定了基础,也对变载荷、重载、高精度旋转台技术的发展具有重要的应用价值。