液压粟是液压系统中提供流量的重要动力元件，其中轴向柱塞粟的应用最为广泛。随着对液压元件的要求越来越高，如何提高我国轴向柱塞粟的设计能力并进一步提升轴向柱塞粟的性能变得十分关键和迫切。本论文采用空间几何和坐标变换的方法，分析圆柱形脏体和圆锥形脏体两种结构形式的柱塞运动学特性，得到柱塞的运动方程、变量粟斜盘转动和变量脏之间的运动关系。对斜盘在转动过程中的受力情况进行分析，从而建立轴向柱塞粟的动力学模型。利用AMESet二次开发环境，创建适用于轴向柱塞粟的运动控制子模型和斜盘载荷评估子模型，基于变量过程中柱塞腔最小腔长发生变化的特点开发变腔长柱塞腔子模型，基于恒功率控制变量机构的原理开发可变摇杆子模型。将开发的子模型集成到AMESim的自定义库中。在分析轴向柱塞粟恒压控制、负载敏感控制和恒功率控制的变量控制原理的基础上，建立三种变量粟的液压仿真模型并进行动态仿真，得到变量粟在三种控制方式下的压力流量动态响应曲线。对配流盘配流面积、控制阀弹簧刚度、变量脏弹簧刚度、阻尼孔大小及配合、控制阀和变量机构结构尺寸等参数对于压力流量以及变量控制动态性能的影响进行分析研究。采用遗传算法对控制阀压力作用面直径、变量脏大小腔直径、阻尼孔尺寸、控制阀弹簧和变量脏弹簧刚度等进行参数优化，确定更为合理的设计参数。应用优化后的参数值，对三种变量粟的控制特性曲线进行仿真对比。考虑主轴变形对轴向柱塞粟的影响，在VL.Motion中建立柱塞粟的刚柔親合多体模型，结合AMESim中的液压仿真模型进行机液親合联合仿真。将仿真结果与前述研究进行对比分析。