双行星排液压机械无级变速器（Double Planetary Row Hydro-Mechanical Continuously Variable Transmission）是混合式液压机械无级变速器的一种,该结构采用了两个行星排实现功率分流和汇流,通过连续调节液压部分的排量比来影响输入端输出端的传动比,从而实现更宽的调速范围。本文所研究的双行星排液压机械无级变速器也是按照大速比调节范围所设计,要实现实际工程运用,必须对其动力学特性进行研究。本文对液压机械无级变速器的近年发展情况作了概述,总结出其中大部分的研究集中在静态调速特性方面,对于动力学特性研究较少,从而确定了本文研究的主要内容。首先推导了系统结构的转速方程、加速度方程,以及非平衡状态下的动力学方程。通过对三条功率流的分析,指出了不存在功率循环下的可用排量范围。结合已推导的方程,在可用排量比的范围内得到各轴的转速变化图。由于马达性能是限制系统最大输出力矩的瓶颈,根据马达的压力和排量就能推导出变速器最大输出力矩与排量比的关系图。接着是对泵马达回路特性进行分析,将泵和马达的转速比转换为泵马达的排量比,分析了内泄漏对排量比的影响,以及排量比变化率的可控变化范围。分析已推导得出的动力学方程,绘制出各个齿轮相互作用力、泵马达的力矩与排量比和排量比变化率的关系图,分析各因素的影响,从而指出系统动态变化过程中排量比变化太快造成部分齿轮受力急剧增大,需要对其变化率进行限制。然后是设计无级变速器的PID控制策略,以目标转速与实际转速的偏差为输入,排量比变化率为输出。以动力学方程为依据,在Simulink中建模,仿真分析在负载力矩和目标转速发生变化时,系统输出转速以及排量比的变化过程,结果表明此结构的无级变速器目标转速变化时响应快,动态特性好,负载阶跃和冲击作用下的响应相对较慢,在周期变化负载作用下,输出转速波动较大,动态特性较差。最后是在AMESim中通过系统内置的泵马达、齿轮等弹性元件建模,采用相同的控制参数,最初的输出在稳态时存在高频振荡,对PID控制信号低通滤波后,输出转速趋于稳定,对比Simulink中仿真的结果,系统的动态响应特性基本一致。