石油勘探、开采等工业生产中通常会使用到旋转结构（钻柱、钻井隔水管等）。在作业过程中,旋转结构会在内外压力、弯曲应力以及扭矩等长期作用下产生疲劳失效。疲劳失效会给生产带来比较严重的影响,因此旋转结构投入使用之前通过疲劳试验检测其在工作环境下的疲劳寿命是非常重要的。现阶段,国内外对于旋转结构的疲劳测试已有一定的理论和试验基础,但如何提高旋转结构的疲劳测试速度是关键。为了提高测试的速度,本文提出了基于梁理论的疲劳测试模型,并采用数学解析法求解。在其基础上,设计了轻型的共振弯曲疲劳试验平台,并对主要控制器进行了设计与验证,具体的工作与结果如下。（1）提出共振弯曲疲劳测试的模型与相应的求解方法。首先,利用梁理论建立共振弯曲疲劳测试模型的动力学方程,再结合更接近真实情况的旋转结构的受力情况的边界条件,然后采用数学解析法计算其固有频率,最后通过与有限元分析法计算相同条件下的旋转结构的固有频率结果比较,说明了数学解析法的准确性。进一步研究长度、配重、补偿质量和不同的材质对旋转结构的固有频率的影响,以及旋转结构的中心弯矩大小与支撑支架一阶零位移点位置的计算。（2）研究了共振弯曲疲劳试验平台的控制器的设计与验证。共振弯曲疲劳测试试验平台的主要执行部件是三相异步电机,为了获得较好的转速控制性能,更好地达到旋转结构的共振频率点,本文采用矢量控制方法,设计基于FPGA的控制器来控制电机的转速。首先,在Simulink环境中验证矢量控制算法,再使用Verilog HDL语言描述并编译矢量控制系统的各个模块,最后调用Modelsim进行波形仿真,实验结果表明控制器达到了相关指标要求。（3）在实际实验中,以X65管线钢为对象,验证了本文提出的求解疲劳测试模型的数学解析法对于旋转结构的固有频率及支撑支架一阶零位移点计算的准确性和可行性。实验结果表明,旋转结构的固有频率、支撑支架一阶零位移位置估计误差均在5%左右。本文提出了基于梁理论的共振弯曲疲劳试验的模型与求解方法,并对试验平台的主控制器进行了设计和验证。实验结果表明,该模型及求解方法在满足准确度的情况下,为旋转结构的快速疲劳测试方案提高了计算效率。同时,主控制器采用基于FPGA的矢量控制系统也保证了电机运行的稳定性和高效性。该方案及设计方法具有重要的理论意义和使用价值。