处于地层深部的岩石是存在于一个复杂的多场耦合的环境中,在温度、压力、磁场、气液等多种因素作用下,岩石的渗透性能和力学性能等都是我们所未知的。所以,岩石力学试验机是广大科研院所和高等学校研究岩石力学性能的主要试验设备。只有通过更为真实地模拟地下环境的状态,才能更清晰地了解岩石在地下的微观运移规律。真三轴试验机是能够在岩石试样的三个方向上进行受力试验的岩石力学试验机。它的核心部分就是液压伺服加载系统,用于测试岩石试样的受力、位移和形变等。液压加载系统是直接决定岩石力学试验的关键。本课题以真三轴岩石力学试验机的液压加载系统为基础,研制了一套液压加载系统。为了能实现预定的加载控制要求,提出了一种新型的逐级加载液压缸组设计方案,该逐级加载液压缸能够在空间和试样大小有限的情况下提供更大的加载力,并分析了基于静压支撑油缸的油膜厚度对于活塞杆与导向带之间密封性的影响。针对新型的逐级加载液压缸的技术要求,完成了相关液压元器件的选型与计算。通过分析液压伺服加载系统位置控制和力控制的模型和液压伺服系统的非线性、建模困难、强交叉耦合、参数不确定性和高精度同步跟踪等问题,选用了迭代学习控制方法。它能有效地解决系统的同步跟踪误差问题,并且能保持良好的稳定性和鲁棒性。利用AMESim和MATLAB/Simulink软件的强大的仿真建模能力,分别搭建液压伺服加载系统的整体物理模型和基于迭代学习的Simulink控制模型,更加真实地模拟了系统的工作状态。通过两个软件的联合仿真验证,液压加载系统在迭代学习的控制下能达到预定的技术要求,算法简单且具有良好的可靠性与实用性。对于液压伺服加载系统多种的加载波形试验,它都能很好地达到同步跟踪误差的要求。通过对比分析样机的试验结果,进一步地验证了液压加载系统良好的控制效果。论文的研究结果对真三轴岩石力学试验机的研制提供了重要的设计基础,同时也对液压伺服系统中迭代学习控制的应用具有一定的参考价值。