当前岩土力学的研究依赖于大量细致而复杂的力学实验,三轴试验仪是用来挖掘数据、分析岩土力学特性的重要试验仪器。实验时对不同地质条件的试样进行采样,之后用三轴试验仪进行真实的承载环境模拟实验,进而进行各种承载环境(如地震、车辆、机器及爆炸载荷)下的岩土动态应力力学特性分析。三轴试验仪控制系统的控制算法影响着实验结果的准确性,对工程的安全性意义重大。本文通过对三轴试验仪系统工作特性进行分析,且为满足三轴试验仪对负载应力的控制要求,以传统PID控制算法为基础,提出一种新的自适应重复学习PD控制算法。依据不同的控制过程增加了不同的计算模型和控制参数,进而设计了自适应重复学习控制器,通过斜率差值法和误差均值法对比例增益和偏差进行自适应调整,通过重复学习对自适应结果进行优化,在有限时间内将误差收敛到实验允许误差要求范围以内,满足控制要求。为进行控制算法的可行性研究,采用AMESim仿真软件进行三轴试验仪建模。通过MATLAB进行了自适应重复学习PD控制算法模型的搭建,并通过AMESim与MATLAB进行了联合仿真实验,对自适应重复学习PD控制算法的可行性进行了测试。实验结果表明了该控制算法的可行性。最后,将自适应重复学习PD控制算法应用于多功能三轴试验仪动态应力波形的跟踪控制中。实现了对不同围压、幅值和频率的正弦波、三角波的实时精确跟踪控制。满足了岩土力学试验中对负载所承受的应力进行动态控制的实验要求,已应用于1000KN多功能三轴试验仪动态应力控制系统中。