汽车球铰决定了汽车转向的灵敏度、准确性和行驶稳定性,是关系汽车行驶安全与操作敏捷的重要零部件,必须经过严格的性能与耐久性测试。针对国内尤其台州地区汽摩配产业发达,汽车球铰总成生产企业众多,但却缺乏通用化综合性试验设备的现状,本文结合玉环县科技计划项目：通用型汽车球铰总成试验台的研究与开发,进行了所述通用型汽车球铰总成试验台的系统性设计,并对其中的关键技术展开了研究,研究内容主要包括以下几个方面：通用型汽车球铰总成试验台的方案设计：在对相关国家标准以及台州地区大量球铰生产企业充分调研的基础上,分析球铰的试验类别与实现方式,建立试验台的功能目标,进行功能分解与结构映射,建立三自由度独立控制并复合加载的试验台总体方案。试验台的机械结构设计与关键结构优化研究：基于所建立的试验台总体方案,进行了机械结构的详细设计。试验台采用系列化夹具,令其可以匹配多类别球铰,大大拓宽了试验台的适用范围；三自由度加载独立进行,避免了其相互干涉；通过有限元方法对关键机械零部件进行了力学分析并进行了材料优选与结构优化,有效提高了试验台的使用寿命。试验台电气控制系统设计：采用以PC作为控制核心的电气控制系统方案,通过多功能PCI板卡与PLC模块扩展系统能力。通过NI Labview语言进行了控制系统的程序编制与算法实现。所编制软件支持耐久、性能等多种试验项目的操作与报告生成。考虑试验项目的复杂性,设计故障自监测功能与故障排除提示,提高了试验台的安全性能。电液加载系统设计与控制算法研究：对力加载环节所用电液控制系统进行了分析,为解决电液伺服加载效能低下问题,以恒压变量泵复合蓄能器作为液压源进行电液加载系统设计,有效降低了耐久性试验的能耗；建立阀控对称缸的理论模型,并运用试验方法对理论模型进行了修正和优化,提高了模型准确性；针对阀控液压缸以及被加载球铰种类繁多、系统干扰大的特点,采用Fuzzy-PID结合干扰观测器的控制算法,实现了针对不特点加载对象的高频精确力加载控制。最后通过对多种球铰的试验,验证了所设计试验台能完成多种球铰的多种试验,满足设计功能要求。