本文紧密结合国家973课题“硬岩掘进装备的关键基础问题”和863课题“大直径全断面隧道掘进装备及重大工程机械装备研究”,目的是开发一套TBM试验台电液控制及人机交互系统,以期基于此系统研究TBM掘进轨迹规划和轨迹纠偏控制。通过液压系统设计及建模、控制系统设计及建模、机电液系统联合仿真分析等,研究了轨迹规划和位姿模糊控制方法,为后续的TBM控制方法研究提供一定的技术基础。论文主要研究内容和成果如下:首先,以TBM子系统为单位,对试验台的机械系统进行了分析,同时针对试验台功能要求,设计了相应的推进、支撑调向、扭转、负载模拟装置的液压系统,为系统建模和仿真分析提供了模型。其次,在TBM试验台机械和液压系统基础上,开发了电气控制系统。确定了控制系统的结构,对控制系统硬件进行了选型分析,并在STEP7中对硬件进行了组态。对程序进行了设计,在PORTAL V13中设计了人机交互系统,触摸屏作为PLC的上位机对试验台关键数据进行记录保存。然后,在合理简化的基础上,在AMESim中完成了支撑-推进-调向系统的机械和液压系统的建模。设计了模糊纠偏控制系统,并在Simulink中完成了控制系统建模。通过AMESim和Simulink联合仿真方法,对轨迹规划和位姿模糊控制系统进行了仿真分析,从位置仿真曲线和角度仿真曲线来看,具有很好的控制效果,表明该模糊控制方法有很好的应用前景。最后,完成了试验台的调试工作,对调试遇到的问题进行了分析并成功解决。又对几种典型工况下的数据进行了分析,并对数据曲线进行了必要的推测分析和解释说明。这几种工况的数据展示了试验台的基本实验能力,为以后的实验研究打下了坚实的基础。