新世纪的到来，伴随着计算机、信息、数字技术的飞速发展，液压技术与计算机技术相结合已成为一种必然趋势。数字液压缸作为一种执行元件，实现了远距离和智能控制，其使用在简化液压回路的同时可实现精确控制。因此，液压挖掘机的数字研究不仅能够结束对国外高端液压件的依赖，而且能够保障我国工程机械的行业安全。　　本文将滑阀驱动式数字液压缸作为研究对象，针对三一重机提供的SY215C-8M型挖掘机的铲斗挖掘工况，通过ANSYS软件对数字液压缸做了有限元静应力及模态分析，验证了铲斗数字液压缸在结构设计上的可行性，并用AMESim软件对数字液压缸系统进行了建模仿真。最后，在建立了数字缸位置控制系统整体数学模型的基础上，通过MATLAB软件编写rn文件对控制系统数学模型进行了数值仿真。　　本文主要的工作内容与研究成果如下:　　(1)在阐述数字液压研究紧迫性的基础上，介绍了数字液压缸的概念与突出优点，以及国内外研究现状与应用情况。同时，对四种数字油缸及其工作原理作了介绍，比较各自优缺点后确定使用滑阀驱动式数字油缸。并基于SY215C-8M型液压挖掘机液压回路总图，提出了数字液压缸在液压挖掘机中的液压回路设计方案。　　(2)针对铲斗挖掘工况，在对挖掘阻力进行分析的基础上，根据工作要求，对铲斗数字缸的设计做了分析计算，在介绍数字液压缸内部元件的同时，对各元件做了选型工作。　　(3)对数字液压缸做有限元静应力及模态分析，模拟实际挖掘工况对铲斗数字液压缸进行强度分析，验证了铲斗数字液压缸在结构设计上的可行性;此外，数字液压缸模态分析结果表明数字液压缸的固有频率高于铲斗激振频率，可以避开共振频率。另外，类如摆动、弯曲和扭转振动形式的振型，都会减少数字油缸的使用寿命，加速铲斗数字液压缸的寿命损伤，因此需要增加数字液压缸某些部位的强度和刚度。根据数字液压缸的模态振型，可以对数字液压缸结构进行改进及优化。　　(4)利用AMESim软件对数字液压缸系统进行了建模仿真，得到了数字缸位移曲线和速度曲线。由曲线可知，数字缸的响应速度比较快，而且可以通过减少负开口量的方式来提高系统的响应速度。而数字缸的速度则稳定在30mm/s左右，可以实现挖掘机的精确控制。　　(5)应用解析法得到了数字液压缸位置控制系统整体数学模型。在论述了控制滑阀流量方程、数字缸流量连续性方程以及数字缸力平衡方程的基础上，详细推导出了数字液压缸活塞位移和控制阀芯位移的传递函数，同时分析了动态参数。并基于此，通过MATLAB软件编写m文件对控制系统数学模型进行了数值仿真，得到了数字液压缸不同参数下的Bode图以及阶跃响应曲线。仿真结果表明该数字液压缸具备较好的稳定性和动态特性。此外，增大液压阻尼比可以提高系统稳定性，减小开环增益也可以提高系统稳定性;而且，数字油缸的响应时间会随着开环增益的增大而加快;在ζh=0.6，Kq/Am=230参数下，该系统不仅拥有相对理想的相角、幅值裕度，因此拥有了相对理想的稳定性和响应速度，而且还拥有较强的抗干扰能力和较高的控制精度。