我国幅员辽阔，地质条件复杂，不可避免地相当一部分高铁线路还采取的是路基通过形式。作为轨道的基础，路基既承受上部结构的静荷载，还受到车辆反复作用的动荷载，受力情况十分复杂。不断提升的列车行驶速度会增大轨道路基结构的振动频率，提高路基的动应力，削弱路基的长期稳定性，直接影响列车行驶安全。目前的研究还无法从理论上指导高速铁路路基的设计与施工，这是因为当前高速铁路轨道路基动力响应测试技术与装备十分匮乏，无法在线路建好之前，就预测到路基在长期载荷下的动力稳定性，这严重制约了轨道路基动力响应研究的深度和广度。本论文结合了轨道动力学与液压伺服控制两领域的内容，对基于电液伺服激振技术的轨道路基动力响应试验系统做了详尽研究，做了以下工作：1.针对现有轨道路基动力学响应研究方法中通用性不强、激振源过于简化等不足，提出一种基于多体动力学—有限元联合建模仿真技术，用于车辆—轨道—路基大系统的动力响应研究。即充分发挥两种软件的优势，先利用ADAMS/Rail软件建立车辆—铁轨的多体动力学模型，采用轨道不平顺谱作为外来激励，研究车辆与铁轨之间的作用力；然后将作用力转换成时域上的有限元输入载荷；利用Patran建立轨道—路基多层结构有限元模型，利用上一步得到的载荷，对系统进行数值仿真。2.以CRH2型高速列车、CRTS II型板式无砟轨道为例，进行了仿真研究，得到了轨道、路基各层结构的动应力、应变、速度、加速度等动力学特性；随后研究了轨道、路基在不同车速下的动力学响应规律；通过与实测数据对比，验证了这种建模、仿真技术的正确性，为电液伺服激振系统的研究提供了了设计依据。3.提出了多种伺服液压缸设计方案，并分别进行了分析，最后结合各方案的优点，设计出一种能调节输出参数的、可同时输出静压力和动压力的激振伺服液压缸：静压力用于模拟路基所受到的静载荷，由比例减压阀控制，交变动压力模拟列车动载荷，由电液伺服阀控制，可以构造力或位置闭环系统系统。两者能够分别控制，互不干扰，可以达到轨道路基动力响应试验的目的。为满足伺服液压缸摩擦力小，又能抗侧向力的要求，文中还对一种工字形油腔的静压支承导向套流场进行了仿真，研究了偏心距离与摩擦力、支承力、泄漏量等流体特性的关系。4.结合非线性反馈变换和模型跟随自适应控制算法，构造参考模型使其与被控对象具有相同特性，并通过非线性反馈环节将参考模型线性化，从而在复杂电液伺服系统中，实现模型跟随自适应控制，最终使系统输出能精确跟随输入信号，并对被控对象提供有关非线性补偿的信息；采用仿真和试验技术，优化控制参数，达到波形准确、迅速自动跟踪而不失真的目的。5.设计了用于试验的反力框架，进行了模态、瞬态分析，以避免共振影响试验结果；开发了基于Labview的轨道路基动力响应测试软件，能自动采集传感器信号，对其进行分析，通过内置的校正算法，实时控制系统的输出参数，达到对激振系统的可观、可调、可控。对激振系统进行了室内试验，试验结果表明，所研究的高速铁路轨道路基动力响应原位试验设备能满足工作要求，为进一步开展现场试验研究奠定了良好的基础。