柔性喷管控制系统亦即推力矢量伺服机构,是火箭控制系统的重中之重;火箭的运动性能以及控制精度在很大程度上取决于推力矢量伺服机构的控制效果。在推力矢量伺服机构的研发、生产过程中,需要利用地面半实物实验设备进行测试和检验,即利用负载模拟系统模拟实际载荷情况测试其控制性能。本课题依托于航天院某所的合作项目,完成了柔性喷管负载模拟系统的设计,对其中的力加载系统以及位置伺服系统的控制策略进行了深入研究,并通过仿真与实验研究验证了控制策略的有效性。首先,介绍了柔性喷管负载模拟系统的机械结构以及工作原理。在该系统的基础上,针对其力加载子系统和位置伺服控制子系统进行分析,并利用流体力学相关理论,推导出伺服阀以及非对称液压缸的基本方程,分别建立了力加载系统以及位置伺服系统的数学模型,为后续控制器的设计打下基础。其次,针对力加载系统的控制要求以及系统特性,通过对PID控制算法的分析,在模糊控制理论的基础上,分析了隶属度函数对系统控制精度的影响;在前述理论研究的基础上,完成了用于力加载系统的模糊PID控制器设计;最后通过仿真对比分析其与普通PID的控制效果,验证了控制算法的有效性。然后,针对位置伺服系统,考虑到其在运动过程中受到外力干扰的问题,以及需要的动态跟踪精度要求,在对变论域理论以及结构不变性原理的研究基础上,讨论了常用的指数型以及比例型伸缩因子参数设计对系统性能的影响,最后设计了适用于位置伺服系统的复合控制策略;并分别在无扰和有扰的情况下对其进行仿真,对比分析各种控制策略的控制效果,验证了控制算法的有效性。最后,介绍了实验系统的组成结构以及选型;并在此基础上进行力加载实验以及位置伺服控制实验。实验表明,在力加载控制系统中,模糊PID控制器具有更快的响应速度以及更高的控制精度;在位置伺服系统中,引入前馈补偿的变论域模糊PID控制器具有更好的抗干扰能力以及更高的位置追踪精度。