本文通过液压挖掘机挖掘方式的改变,以实现冻土开挖为目标,采取理论分析与建模仿真相结合的方法,对液压挖掘机振动掘削减阻原理及振动掘削液压控制系统进行了分析和研究,并通过建模和仿真对研究成果进行了验证。首先概述了振动掘削技术,并指出液压挖掘机振动掘削减阻的机理；分析了液压挖掘机振动掘削技术在国内外的研究与应用现状,明确了振动掘削技术的发展趋势。其次查阅了冻土的动力学特性、冻土的破坏准则及振动频率对冻土破坏过程的影响；介绍了液压挖掘机挖掘阻力的组成,分析比较了几种常用的挖掘机挖掘阻力数学模型,在此基础上建立了液压挖掘机冻土挖掘阻力的数学模型,并运用SimulationX对冻土挖掘阻力数学模型中各个分量进行仿真和计算。然后分析了液压挖掘机铲斗液压缸因输入流量变化而进行振动掘削的实现方式,在此基础上研究和设计了基于电液比例阀的挖掘机振动掘削液压控制系统,运用SimulationX对该系统进行建模和仿真,验证了该模型在理论上的可行性。最后对挖掘机振动掘削液压控制系统进行受力联合仿真,从理论上验证了振动掘削相对于静态挖掘可以有效降低总的挖掘阻力。仿真结果表明,基于电液比例阀的挖掘机振动掘削液压激振系统可以使挖掘机实现振动掘削减阻的功能；振动挖掘时,冻土挖掘阻力的大小与振动控制信号的频率、振幅及幅值均有关系；该振动掘削控制系统可以根据作业对象的不同特点,及时方便地调整振动频率、振幅和幅值；要改变铲斗振动频率,只要改变振动控制信号的频率即可；要改变铲斗振幅,只需要改变振动控制信号的振幅；要改变铲斗挖掘速度,只需要改变振动控制信号的幅值。液压挖掘机的铲斗在挖掘冻土时一边挖掘一边振动,这种复合动作在理论上并不是很难实现。因此,将振动施加于挖掘机的铲斗上将为液压挖掘机有效开挖冻土提供一条全新而有利的技术途径。