本文在深入分析数控强力切削机电系统原理、借鉴国内外相关科研成果的基础上,对数控强力切削机电系统的发展和研究现状进行了比较全面的总结；对实际物理系统进行合理简化,建立了数控强力切削机电系统数学模型；针对实际重型机床数控化改造过程存在的问题,结合改造设计实践和调试工作,利用控制理论对建立的数学模型进行分析,深入分析了影响数控强力切削机电系统动态特性各主要因素；在MATLAB/SIMULINK环境中建立系统的仿真模型,对数控强力切削机电系统动态特性进行数字仿真研究。对数控强力切削机电系统动态特性理论分析并结合计算机仿真,详细研究了影响系统动态性的主要因素以及影响机理；在数控强力切削机电系统设计时,应该保证足够机械传动系统刚度,以减小干摩擦引起的反转误差；系统的阻尼系数应合适,以期得到良好的基准量响应特性和抗干扰性能；系统的负载惯量应尽可能小,以增强系统响应的快速性。大的Kv因子可以减小系统的跟随误差,增强系统的跟随性能和抗干扰性能。为了改善数控强力切削机电系统动态特性,提出了对系统中各数字PID调节器进行最佳整定的方法,并给出了整定公式,特别是对位置调节器的整定,提出了一种根据进给无超调原则进行Kv因子最佳整定的一种方法。对CK84100轧辊车床进行实例仿真,仿真结果正确、可靠,验证了理论分析的结论。在重型机床改造性设计中,运用MATLAB软件对所建立数学模型进行仿真,建模简单、修改参数方便,是进行数控强力切削机电系统计算机辅助设计的有力工具。