采棉机作业工况复杂,需要从事采摘、田间行走、道路运输等多种作业形式。为适应各种作业形式下的负载和采棉机行驶速度要求,采棉机变速器通常需要设置较多的工作挡位,从而导致变速器结构复杂、操作不便、难以保证经济性。液压机械无级变速器（Hydro-mechanical Continuously Variable Transmission,HMCVT）是一种新型传动装置,它将机械有级传动和液压无级传动有机地相结合,因而具有较高的传动效率和较强的抗动载冲击能力,可以传递较大功率和实现速比连续无级变化,适合应用在具有复杂工作情况的采棉机。为完善自主设计的HMCVT,本文根据采棉机动力传动系统的基本要求和采棉机HMCVT的传动特性,重点研究采棉机HMCVT传动控制策略和采棉机HMCVT控制系统,主要研究内容如下:（1）根据采棉机HMCVT传动方案和传动原理,对采棉机HMCVT传动特性进行研究,包括采棉机HMCVT传动比特性和采棉机HMCVT功率分流特性;通过查阅有关文献,对采棉机HMCVT主要部件的数学模型进行建立,包括液压调速系统数学模型和离合器数学模型;根据采棉机HMCVT传动方案,在AMESim中对采棉机HMCVT仿真模型进行建立。（2）针对采棉机HMCVT中液压调速系统在阶跃输入转速和外负载扰动时存在输出转速稳定性差、不易控制等问题,提出基于神经网络模型参考自适应控制系统、人群搜索算法、PID控制技术和模糊理论的液压调速系统输出转速控制策略;为使采棉机具有较优的燃油经济性,提出基于经济性的发动机-HMCVT速比匹配控制策略,该控制策略中速比匹配控制器用于采集发动机油门踏板开度信号,并计算此发动机油门踏板开度下的发动机最佳经济性转速,然后向变量泵排量比控制器和换段控制器发出控制信号,对采棉机HMCVT速比进行调节,使发动机转速在调速特性作用下稳定于目标经济性转速。（3）基于STM32F407单片机完成采棉机HMCVT控制系统的硬件设计,包括采棉机HMCVT控制系统的硬件组成和电路设计,电路包括电源电路、复位电路、时钟电路、JTAG接口电路、RS-232通信电路、模拟量信号采集电路、开关量信号采集电路、电磁换向阀驱动电路和电液比例阀驱动电路;完成采棉机HMCVT控制系统的软件开发,编写模拟量信号采样程序、开关量信号采集程序、采棉机HMCVT控制系统主程序、采棉机HMCVT段位切换程序和采棉机HMCVT段位内调速程序。（4）对动力源、加载装置、传感器、变量泵、定量马达、电磁换向阀、溢流阀和离合器等进行选型,搭建采棉机HMCVT试验台;基于Lab VIEW与数据采集卡,完成数据采集系统的开发;对采棉机HMCVT控制系统进行台架试验。