目前国内的拖拉机大多采用手动变速器,需要驾驶员手动进行换挡,而不当的换挡操作很容易使拖拉机熄火甚至对发动机和变速箱造成损坏。并且拖拉机工作时需要频繁的进行挡位变换,这不但会降低拖拉机的作业效率,而且会加剧驾驶员的疲劳感,影响行车安全,因此针对拖拉机开展自动变速的研究具有重要意义。电控机械式自动变速器（Automatic Manual Transmission,AMT）在保留了手动变速器优点的同时能够实现自动换挡,十分适合在小型拖拉机上应用。但是AMT存在动力中断、换挡时间长以及换挡顿挫问题,会给驾驶员带来不适感受。本文将开展针对小型拖拉机AMT执行机构控制系统的研究,通过提高执行机构的控制精度和响应时间来改善AMT的换挡时间长、换挡顿挫问题。首先,针对AMT自动离合器控制系统进行研究。针对干式离合器的内部结构和工作原理进行分析,根据牛顿第二定律和基尔霍夫定律建立自动离合器系统数学模型;基于反步控制算法设计AMT自动离合器控制系统。借助Matlab/Simulink搭建AMT自动离合器系统和控制器模型,验证所设计的控制系统的控制效果。由仿真结果可以看出,在该控制策略作用下电机的响应时间为0.2s,最大控制误差不超过9×10-5rad。其次,针对AMT选换挡执行机构的控制系统进行了设计。因选换挡执行机构的直流电机型号相同,二者的区别仅为执行机构所受到的阻力不同,因此本文主要进行了换挡执行机构的建模。基于建立的AMT换挡执行机构数学模型本文提出了一种改进的滑模自抗扰控制策略（MSMADRC）,该控制策略结合了滑模控制（SMC）和自抗扰控制（ADRC）的优点,并对普通滑模控制的抖动问题进行了改进。在Matlab/Simulink环境下搭建AMT换挡执行机构及其控制器模型进行仿真验证,仿真结果表明改进的滑模自抗扰控制方法具有更好的响应速度和控制精度,同时显示其有良好的鲁棒性和抗干扰能力。然后,论文进行小型拖拉机自动变速控制器硬件设计。根据控制器要求对控制器硬件的总体架构进行了设计,基于控制器硬件的总体架构对控制器的最小系统电路、电源电压转换电路、信号处理电路以及直流电机驱动电路等进行了设计并借助Altium Designer对控制器的原理图和PCB电路板进行了设计。最后,基于搭建的AMT实验台架上进行了AMT换挡实验。从台架实验结果可以看出,在改进滑模自抗扰换挡控制算法的作用下,换挡执行机构直流电机的响应时间为0.8s,并且具有较高的控制精度,可以满足AMT换挡精度的控制要求。