在时变重载工况下,作为巨型重载操作装备的关键部件一夹持装置,要求在转动和移动过程中保证其夹持的稳定性。夹持装置的性能直接影响着巨型重载操作装备的整体性能,夹持的承载能力是设计重载操作机驱动装置、传动装置和夹持装置的主要依据,是重要的评价指标之一。本文基于力流封闭整体分析法建立了稳定夹持锻件时考虑偏载特性的动态力学模型,分析了重要参数因素对夹持承载能力的影响。基于局部分析法建立了所需工作夹紧力摩擦点的接触模型；通过分析偏载等参数的影响灵敏度,建立了所需工作夹紧力的多参数耦合分析数据库。基于反向递推方法,对锻造操作机夹持系统设计了一种多级反演自适应控制器；通过虚拟仿真技术将锻造操作机的控制模块、液压模块、机械模块集成在一个虚拟仿真平台上,并利用仿真软件ADAMS和MATLAB,实现了机电液一体化的联合仿真。研究结果表明：锻件的偏心和下垂角、夹钳旋转的角位移和角速度以及钳口夹持接触状态等因素对重载操作机夹持装置动态承载能力的影响不能忽略；设计的夹持液压系统多级反演自适应控制器有效地减小了钳口与锻件的碰撞冲击,克服了液压系统强非线性、参数不确定性和负载扰动等因素的影响,具有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能；巨型重载操作机夹持系统数字虚拟仿真平台极大地方便了夹持承载能力的研究工作,并将人机界面交互技术应用到自主研制的重载夹持系统实验平台,得到了夹持承载能力的实验结果,验证了理论模型的正确性。