三自由度加载系统在试验过程中通过两竖向作动器和一个水平作动器实现对试件水平位移、竖向力和转角的加载控制。由于三自由度加载系统是基于MTS控制系统进行试验研究,因此保证试验顺利进行并取得准确试验结果的关键,就是对试验系统三自由度的精确加载控制。由于电液伺服作动器控制的复杂性以及边界条件模拟的复杂性,对三自由度加载系统的控制方法提出了越来越高的要求。由于试件与加载装置之间存在着间隙和滑移,现有的力-位移混合控制方法对转角的控制效果还不够理想,而且,当所需的位移和转角较大时,由于试件刚度和几何位置的变化,试验结果将产生较大的误差,加载误差将严重影响结构抗震性能评估的准确性。因此,本文将以提高试验系统的控制精度为目标,在当前力-位移混合控制方法的基础上对控制方法进行进一步的研究,致力于解决上述所考虑到的问题。本文的主要研究内容及结论如下:(1)为了提高三自由度加载系统对试件转角的控制精度,研究了基于外位移反馈的力-位移混合控制方法,即通过外接LVDT高精度位移传感器的实测值进行反馈控制。理论分析与数值模拟结果表明:该控制方法是可行的,相比以往的控制方法提高了控制精度。(2)为考虑三自由度加载系统的几何非线性,进一步提出考虑几何非线性的力-位移混合控制方法。对该方法进行稳定性和稳态误差分析;并通过数值模拟验证控制方法的可行性和有效性。研究结果表明:当选择合适的控制器参数时,系统稳定且无稳态误差;相比不考虑几何非线性的控制方法,该方法明显提高了系统的控制精度。(3)研究了基于MTS内置计算编辑器和Visual Basic编程的力-位移混合控制方法实施方案,并完成相应的控制程序和软件。研究结果表明:这两种实施方案都是可行的;基于计算编辑器的方法计算能力有限,对于复杂结构更适合应用VB方法。