拖拉机在执行牵引作业时,由于作业阻力通常较大,若换挡过程中出现动力中断则会导致拖拉机作业速度急剧降低,甚至发动机熄火停车。采用动力换挡变速器可以保证换挡过程中动力连续,从而提高了拖拉机的生产率和作业质量。为了提高我国拖拉机变速器性能,早日实现农业现代化,本课题对动力换挡变速器换挡规律和换挡品质优化控制进行研究,主要完成了以下研究工作:(1)分析了动力换挡变速器的结构、换挡方式、各个挡位的动力传动路线、传动系中关键零部件特性和拖拉机工作阻力特性,基于MATLAB/Simulink搭建拖拉机传动系统模型。(2)制定拖拉机两参数动力性基本换挡规律,考虑拖拉机驱动轮滑转率因素,在分析滑转率与驱动力、牵引效率关系的基础上,提出了一种以油门开度和滑转率为控制参数的换挡修正策略,在满足拖拉机动力性的前提下将驱动轮滑转率控制在最佳区间内,适合多种牵引阻力条件下的作业类型,使拖拉机具有较高的牵引效率。(3)分析动力换挡过程中离合器主从动盘转速的关系,提出一种可以避免功率循环的离合器控制策略,对换挡过程进行动力学分析,建立动力换挡过程模型并进行仿真,验证了所提出的离合器控制策略的有效性。(4)针对拖拉机牵引作业时动力换挡品质优化问题,以控制策略关键点油压大小和油压变化时间为优化参数,以滑摩功、冲击度和输出转矩振荡幅度为优化目标,采用改进型粒子群遗传算法进行换挡品质优化,并进行离合器压力滑模控制,有效改善换挡品质。(5)在分析换挡过程中发动机转速与各个离合器主从动盘转速关系的基础上,基于改进型粒子群遗传算法的离合器控制油压优化结果,提出了通过调节发动机转速使待结合离合器主从动盘转速快速同步的发动机转速控制策略,设计待结合离合器转速差模糊自适应PID控制器,使实际转速差实时跟踪目标转速差,以减小换挡过程中产生的滑摩功,缩短换挡时间。