自动变速器具有可靠性高,换挡平顺,操作简便等优点,受到消费者广泛青睐,国内自主厂商均大力研发自动变速器,而试验检测和匹配标定是自动变速器开发过程中重要环节。实物在环试验系统能够在室内模拟整车真实行驶工况和环境,不仅可以高效准确的对自动变速器进行测试分析,而且还可以代替部分整车测试与标定工作,大大节约设计开发周期和成本。论文结合某企业研发机电式无极自动变速器(Electric-Mechanical Continuously Variable Transmission,EM-CVT)过程中对实物在环测试系统的需求,重点对实物在环测试系统一体化控制关键技术建模、仿真分析和验证方法进行系统研究,对自动变速器实物在环测试系统研制和运用具有重要的理论意义和工程使用价值。首先,在收集国内外相关文献基础上,研究了自动变速器控制系统,硬件在环系统与试验台控制系统运行原理、控制方法,采用高动态低惯量电机、CAN总线、以及LABCAR硬件在环平台和自动变速器试验台相结合,提出实物在环试验系统方案。然后,根据感应电机原理、台架动力学相关理论,运用MATLAB/Simulink建立台架电机模型及其直接转矩控制模型,采用系统辨识的方法求取驱动端电机转子与轴类部件的等效惯量和等效阻尼;通过研究EM-CVT控制原理,建立了EM-CVT离合器控制模型与调速控制模型,结合整车动力学模型进行FTP75循环工况仿真,在13个启停工况中,所建立的EM-CVT控制模型能够正确操纵离合器结合、分离,并实现调速;在此基础上建立实物在环一体化控制系统仿真平台。其次,对高动态低惯量感应电机模拟发动机转矩输出特性控制方法进行了研究,分别采用PID控制、一阶超前-滞后前馈控制、补偿校正三种控制方法模拟发动机输出特性,通过时域与频域结果对比,补偿校正控制方法能对发动机转矩输出特性进行准确模拟。选用基于正向模型的转速跟踪控制方法对变速器后端动态负载进行模拟,对比研究了加载电机转子不同惯量下的电磁转矩与转速变化趋势。在此基础上,对自动变速器实物在环一体化控制方法进行了仿真分析,实现了整车环境下的自动变速器实际行驶工况的模拟。最后,在已有的高动态变速器试验台基础上,构建了自动变速器实物在环试验系统,并编制了试验测试软件对实物在环试验系统进行了实验验证,实验结果与仿真结果一致性较好,表明所研究的实物在环试验系统一体化控制方案有效可行,能够准确高效模拟自动变速器在整车环境下的动态行驶工况。