精密运动控制的疲劳试验机广泛应用于科学研究、能源交通、机械电子等领域。汽车是典型的重工业产品,也是人们重要的出行代步工具。减振器是汽车的重要配件,其性能关乎汽车的整体性能。使用疲劳试验机研究减振器的疲劳特性在汽车生产中具有重要意义。现有的汽车减振器疲劳试验机主要分为机械式疲劳试验机和电液伺服疲劳试验机两类。由于机械式疲劳试验机试验频率低、精度不高,电液伺服疲劳试验机在较长周期疲劳试验过程中消耗大量能源;而电动缸式疲劳试验机具有占用空间小、结构简单、能量转换效率高、耗能低、噪音低等优点,且单电缸相比双电缸的优势更为突出。故将单电缸应用在汽车减振器疲劳试验机上具有重要意义。电动缸是电缸式疲劳试验机的核心部件。中低端电缸式疲劳试验机的伺服电动缸对常规运动的控制会产生较大定位误差和相位误差,更不能实现高频率,高速度和大负载的运动控制。故需设计单电缸疲劳试验位置控制系统,通过单电缸控制减振器,实现与双电缸相同的双动功能,且需驱动减振器在高频高速大负载情况下进行高精度、低失真运动。这是设计高端单电缸疲劳试验系统的难点,也是本文主要研究的问题。为此,本文设计了一种基于单电缸精密运动控制的双动疲劳试验机的位置控制系统,具体如下:针对控制系统的技术指标,本文对控制系统进行了方案设计,并论证了系统方案的可行性。本文首先设计了两种开环控制系统方案,分别是基于标准正弦表的单电缸双动开环控制系统和基于叠加简谐波表的单电缸双动开环控制系统。针对这两种开环控制方案的不足,本文最终设计了一种闭环控制系统方案——基于叠加简谐波表的单电缸双动闭环控制系统。并选择具有延时低、高并行的FPGA作为系统的处理器。为了解决控制系统在高频高速大负载情况下响应慢、跟踪性能低的问题,针对上述闭环控制系统,本文建立了控制系统数学模型,设计了自适应模糊PID控制器。通过对控制系统进行仿真,对经典PID和自适应模糊PID两种控制算法在响应速度、追踪效果等方面的效果进行比较,将具有响应速度快、跟踪性能好的自适应模糊PID控制算法选作本文的控制算法。在提出控制系统方案及控制算法的基础上,本文介绍了系统硬件配置,设计了系统软件。进行了软件部分包括数据生成模块、以太网通信模块、存储模块、脉冲发生模块、保护模块、脉冲选择器模块、误差补偿模块等控制系统子模块的设计与实现。特别地,本文在误差补偿模块中进行了误差分析,提出了误差补偿方法,并进行了ADC补偿模块的设计和自适应模糊PID算法的设计。最后,对各软件模块进行了测试实验,包括时间方向数据复现叠加简谐波实验、以太网传输及存储测试实验、ADC模块测试实验、脉冲发送实验、重复性实验等。通过实验验证了各个子模块能够实现正确的功能,系统可控制减振器高精度低失真运动。