大型弹性轴类零件，尤其是弹性联轴器，由于其优良的性能在矿山设备、舰艇船舶、石油化工、航空航天等诸多重要领域中得到广泛应用。对其动态性能测试需要大扭矩扭转试验机，相对于利用电动缸的电动伺服系统，基于液压缸的液压伺服系统，能够输出更高功率，且效率高、成本低。论文重点研究液压伺服扭转试验机的机电液方案、电液系统仿真以及测控系统的硬件设计和软件设计。大扭矩扭转试验机的传动机构，是利用液压缸和逆滚珠螺旋机构将直线运动转化为旋转摆振运动，实现被测元件的动态性能测试。试验机的测控系统，以FPGA作为核心控制单元，通过USB与上位机进行通信，传输采样数据和控制命令，并以FPGA为核心进行控制算法运算，实现对液压元件和电机的伺服控制。针对机械液压系统仿真设计，提出一种基于SolidWorks/Matlab的扭转试验机联合建模与仿真方法，运用SolidWorks软件对力转换机构进行三维实体建模，然后，转换成相应的SimMechanics模型，添加必要的接口模块和被测负载模型。对液压系统建立SimHydraulics模型，根据系统特性选择PID控制器，建立完整的试验机系统模型。最后，对模型进行基于位置闭环反馈和扭矩闭环反馈的仿真，结果表明该系统具有较好的跟踪性能，并验证系统的可行性。针对扭转试验机的测控系统特征，通过分析比较，综合考虑功能需求、成本、以及资源利用率，后期扩展等因素，选用上位机+伺服控制器方式的测控系统方案，并以FPGA作为主控单元，结合USB总线，完成FPGA与上位机的数据通信，以及对液压元件和电机实现伺服控制。然后，分析基于FPGA测控系统的伺服控制器的方案，重点设计FPGA核心电路、USB接口电路、AD采样电路、DA转换电路和、存储器电路、电源电路等。最后，设计软件架构，将软件设计分为FPGA底层控制程序、固件驱动层USB接口驱动程序和设备驱动层与应用层程序。分别设计USB接口驱动层，设备驱动与应用层程序，给出部分FPGA功能模块的程序设计与仿真。仿真结果表明，FPGA设计的程序满足芯片的时序要求。