得益于智能材料磁流变液优异的性能,磁流变液离合器已成为电气、液压和气动伺服的一种潜在替代手段,在机械臂的位姿与力控制、人机交互中的柔顺驱动与触觉反馈以及医疗辅助机器人的主从遥操作等领域开始崭露头角。随着传动技术的不断发展与控制应用场合的拓展,传控系统对磁流变离合器的性能提出了更高的要求,迫切需要其在结构紧凑、力矩可调、工作稳定的基础上具备更大的转矩/质量比、更快的响应速度以及更高的控制精度。为此本文围绕磁流变离合器结构开发、传动特性建模与控制技术研究,综合利用理论建模、仿真分析和实验验证等方法,对以下几个方面开展了深入研究。（1）设计了一种径向磁场均匀分布的挤压-剪切复合模式磁流变离合器结构。基于挤压强化效应,开发了一种挤压-剪切复合模式磁流变离合器,通过电磁与电液复合控制可实现两种模式下的传动与控制。针对盘式磁流变离合器磁路容易造成磁流变液工作空间内磁场的径向非均匀分布,提出了一种新型磁路结构。相比传统盘式磁路,该磁路结构可以保证磁场均匀且集中的垂直穿过磁流变液工作空间,以此有效地减小线圈的能耗与提高传递转矩的理论预测精度。基于等效磁阻法进行了磁路的初步计算与基于有限元法对磁路进行了验证。实验开展了磁流变离合器单一剪切模式下磁流变离合器的静态、动态、开环调控特性研究与挤压-剪切复合模式下磁流变离合器的传动特性研究。（2）提出了一种综合考虑磁饱和、磁通边缘与磁漏效应的非线性等效磁路模型,该模型能够处理磁路的几何尺寸和材料特性,揭示器件电磁参数与磁路中磁场信息的作用机理。结合磁流变离合器的具体结构,推导了非线性磁导、边缘磁导和漏磁导的计算公式,通过数值解算方法求得了模型结果。通过磁场仿真与实验测试验证了模型的精度。讨论了恒定磁导率、非线性磁导率、磁流变液边缘效应、空气边缘效应和磁漏效应对模型精度的影响,进行了线性等效磁路模型、非线性等效磁路模型与有限元模型在单元数量、计算时间与精度之间的对比分析。研究表明非线性等效磁路模型是一种精度高、计算效率好的集总参数方法,有利于磁流变器件的性能计算和设计优化。（3）建立了磁流变离合器电路子系统与磁路子系统的动态解析模型。基于集总参数方法建立了磁流变离合器的线圈RL模型,获得其电感、电阻值与线圈配置参数之间的关系,在此基础上基于等效电路法建立了包含PWM控制的buck电路以及线圈RL型负载的磁流变离合器电路子系统的数学模型。采用有限元电磁仿真分析了电流激励频率对磁路的磁力线分布影响规律,在此基础上采用磁路理论与有效磁阻概念建立了包含涡流效应的磁流变离合器磁路子系统的数学模型,获得了磁路几何尺寸与材料特性对磁路动态响应的作用机理。最终获得了从电压源的输入电压到磁路的输出磁感应强度之间的传递函数,通过仿真与实验,验证了电路子系统和磁路子系统模型的有效性与准确性。最后基于解析模型与正交设计法,采用极差分析与灵敏度分析,获得了控制电路、线圈配置、结构尺寸与材料特性等设计参数对磁流变离合器动态响应的重要程度与灵敏程度。（4）提出了基于线性自抗扰算法的磁流变离合器转矩控制方法。设计了数字PID控制器与线性自抗扰控制器（LADRC）,给出了控制器参数配置方法及PD控制器、线性扩张状态观测器的收敛性证明。利用MATLAB/Simulink模块对自抗扰算法进行了验证分析,在此基础上利用Lab VIEW Real-time模块搭建的实时操作系统Phar Lap ETS开展了基于PID与LADRC算法的磁流变离合器转矩控制的性能实验研究。实验结果表明:PID算法与LADRC算法在全局设定范围内都表现出快速平稳的零稳态误差跟踪特性。但相比于PID算法表现出的振荡与超调现象,LADRC算法能够实现快速无超调的跟踪阶跃输入信号。（5）开发了一套基于虚拟仪器的磁流变离合器综合测控系统。搭建了以磁流变离合器样机为核心的机电液传动平台。开发了基于虚拟仪器的计算机辅助测试与实时操作控制系统,设计了测控系统的软硬件架构,实现了数据采集与输出、数据显示与保存、系统辨识、仪器通讯与实时闭环控制功能,为磁流变离合器的性能测试与控制研究提供了实验基础。