航天器在飞行过程中要经历强热流冲击,为了获得结构与热防护层材料在这种快速升温的超高温环境下的力学性能,为材料研制和设计提供依据,需要研制能够模拟快速升温状态的温度控制系统.该论文所设计的基于低压大电流直接通电加热原理的温度控制系统,具有控制精度高、控制温度范围大、升温速度快等优点.文中设计的使用大功率高频开关直流电源直接控制试样的加热电流,采用对试样进行三路同时加热方式减小试样温度不均匀度,实现快速升温的方法具有独到之处.采用微型计算机通过总线扩展工控机的控制方式,设计了结构合理的硬件电路,完成了热电偶、比色高温计模拟信号的采样处理,加热电源的输出控制.为了提高温度控制系统的准确性、稳定性,对数字PID控制器的设计原理、方法进行了周密的分析,并将控制理论与工程实践有机的结合在一起,进行了数字PID控制器的设计,完成了PID控制算法的程序化及控制系统软件的编制.为了更好的对整个基于数字PID控制算法的超高温温度控制系统进行调试,运用MATLAB仿真语言对该系统进行了建模仿真.在仿真计算的基础上,结合工程应用实际,完成了控制系统PID参数的整定,对加载过程中保持试样标距段温度恒定实现了智能控制.通过对实验结果的比较和分析,控制系统的控制精度、稳定性均满足技术指标要求.超高温温度控制系统的研制在航天器结构材料及先进复合材料超高温环境力学性能测试方面具有很大的实用价值和广阔的应用前景.