非线性载荷加载系统是用以模拟飞行器在飞行过程中舵面所受空气动力矩，对空空导弹舵机系统进行非线性加载测试的加载装置。这种负载模拟器在实验室条件下模拟导弹舵面在空中所受的各种载荷,从而检测其舵机系统的实际工作技术性能指标,将经典的自破坏性的全实物实验化为实验室条件下的预测性研究,以达到缩短研制周期,节约研制经费,提高可靠性和成功率的目的。本文在分析电动加载和气动加载基本工作原理的基础上，研究了以直接转矩控制和气动压力控制为核心的空空导弹舵机非线性载荷加载系统的设计与实现方法。提出了基于同步驱动技术的直接驱动器和基于比例压力调节的气动肌肉来实现弯扭组合加载的设计方案，完成了四通道非线性加载系统的设计和工程实现。在完成电动加载系统建模的基础上，分析了多余力矩的产生机理并寻求适合的控制策略进行抑制消除，并采用基于LabWindows/CVI的综合管理子系统和基于Windows+RTX实时内核的实时控制子系统来搭建计算机软件控制系统。在完成整个系统的设计装调测试后，针对实验结果进行了较详细的分析，并给出了设计结论。本文所设计的空空导弹舵机加载系统通过实际联试的验证，说明整个系统设计合理正确，实现了舵机非线性载荷的精确加载。