构造变形下的烃类充注物理模拟实验是研究地质构造特征、形成演化及动力学机制,以及在构造作用制约下的成烃和成藏机制的重要方法,对我国油气资源勘探具有指导意义。目前,构造变形下的烃类充注物理模拟实验已被广泛应用于构造地质学和石油构造地质学研究领域以及石油勘探研究领域,是油气勘探研究由定性描述跨入半定量分析乃至定量分析的有效途径。本文的主要内容是在油气勘探方向指引下,研究与设计一套可以模拟油气在不同地质断裂体中运移情况的实验装置,并开发出具有相应功能的测控系统。构造物理模拟实验装置是一套机电一体化实验系统;论文在对主要地质构造现象与成因分析的基础上,从动力学和运动学的角度,总结了地质体形成的受力与变形规律,提出了实验装置加载单元应该具有的基本功能;按照相似性理论,运用模块化设计方法,完成了系统的概念设计,确定了装置的测控要求,利用机械、电子和自动控制技术,完成了系统的总体方案和各部分功能模块的结构设计。通过对该实验装置伺服驱动及动力加载单元的控制,可实现位移、速度的精确控制,使实验由定性向半定量、定量化发展,极大地扩展了地质工作者的实验模拟领域。根据实验装置机械加载单元实现的功能,论文重点介绍了实验装置电气控制系统的总体方案设计,论述了控制系统的关键技术,以整个系统为对象,优化组合,开发了基于可编程序控制器的分布式运动控制系统,电气系统采用“分散控制、集中管理”结构,既与实验装置模块化的体系相适应,又保证了系统的稳定性及可靠性,实现了易操作、便维护、易扩展、便升级的目的。本文研制的测控系统通过一年多的运行实践表明,能按照相似理论实现构造变形条件下的烃类充注物理模拟;装置采用的交流伺服和控制系统,有效地保障了实验的重复性和可靠性;采集设备和算法先进,可对实验过程进行数字记录、处理和反演分析,该装置为构造物理模拟及烃类充注物理模拟提供了有益的探索。