打桩锤是用于建筑、码头等桩基础施工的预制桩施工机械。液压打桩锤从20世纪70年代中期开始研制，是世界各国对节能和环保问题重视以及机电液一体化技术发展的结果，与目前较常用的落锤、柴油锤相比，它具有能量传递效率高、噪音低、打击能量高且易于控制等优点。因此，液压打桩锤的研究和开发，对于环保、节能、促进社会技术进步具有重要意义。 本论文针对液压打桩锤的特点和发展趋势，研制了新型液压打桩锤的实验装置，并以动力学基本理论为指导思想，以动态测试和信号处理技术为手段，以实验数据和仿真结果为依据，对液压打桩锤主要性能参数的变化规律，进行了深入和系统地研究，进而提出了适合小型液压打桩锤的液压系统动力学模型和计算方法，为产品开发提供了科学依据。论文主要研究内容和结论概括如下： 1．通过调研和大量检索，设计出适合小型液压打桩锤的新型液压系统，并利用现有条件，研制出新型液压打桩锤的实验装置。 2．对所研究液压打桩锤的打桩过程进行运动学和动力学分析，提出桩锤在各个打击过程的数学模型，并对各阶段进行仿真及分析，研究桩锤下打过程中，桩锤位移、速度、加速度变化规律，仿真研究对改进和优化打桩锤的各个设计参数具有指导意义。 3．在液压打桩锤实验装置上利用传感器和动态测试技术得到油泵出口压力、液压缸上、下腔压力和桩锤下打力的同步实测数据，再利用信号处理技术分析上述参数在上升、下打和保压过程的精确值及对应关系，获取了液压系统动力学参数与打桩锤力学特性关系的设计知识。 4．以液压缸上腔压力为辅助变量，桩锤下打力为主导变量，利用函数型神经网络理论建立了两者之间的软测量模型，找到了液压系统油液压力和桩锤下打力之间的函数关系，从而为获取不易直接测量参数提供一种新方法。 5．利用灰色系统理论给出桩极限承载力的预测模型和算法，并得出五个主要参数对桩极限承载力关联性强弱关系。