动力换挡自动变速器是机电液一体化的产品 ，由齿轮式变速器、液压控制的换挡离合器、传感器 、电子控制系统组 成。它是在传统定轴式或行星式动力换挡变速器的基础上， 应用电子技术和自动变速收获机械变速箱厂家理论 ，以电子控制单元（ ECU ） 为核 心，通过液压执行系统控制摩擦结合元件的分离与接合 、选换挡操作以及发动机节气门的调节 ，来实现不切断动力情况 下的拖拉机自动换挡控制 。获取更精确的作业信息，以及TCU与生产收获机械变速箱拖拉机其它附属设备(比如发动机、农具)之间的信息共享，可形成一体化的集成控制技术，这对于提高我国拖拉机的智能化水平，以及实现较为复杂的精细农业管理系统也具有较强的理论与现实意义。

拖拉机变速箱是拖拉机的关键部件之一 ,生产收获机械变速箱和后桥 、动力输出轴传动 、四轮驱动 (前桥除外) 、制动器及其他部件组成传动系 ,其功能是将柴油发动机输出的高转速低转矩转换为驱动桥和动力输出轴的低转速大转矩 。以变速箱为核心的传动系 , 其收获机械变速箱厂家成本约占拖拉机总成本的 25 %～30 % ,比发动机的成本高得多 。变速箱性能的好坏对拖拉机的燃油 经济性 、乘座舒适性 、牵引力特性和可靠性等关键性能 指标有着重要的影响 ,拖拉机生产企业不惜投入大量的人力物力 ,用于拖拉机变速箱的设计 、制造以及质量 控制 。研究人员也高度重视拖拉机变速箱的研究 ,致力于传统拖拉机变速箱的性能改进和新型拖拉机变速 箱的研发 。经过一百多年的发展 ,拖拉机变速箱从初 期的手动换挡机械变速箱 、同步套换挡变速箱发展到今天的动力换挡变速箱和无级变速箱 ,变速箱的换挡品质不断提高 ,对农业生产复杂多变工况的适应性不断增强。

啮合套换挡相对于滑动齿轮换挡具有体积小、换挡相对容易的优点。由于滑动齿轮换挡和啮合套换挡具有结构简单、加工制造成本低等优点，所以它们在生产收获机械变速箱拖拉机产生的初期应用极为广泛。但随着操作者对拖拉机驾驶平顺性以及变速箱使用寿命的要求日益增长，同步器换挡变速箱的优势也就逐渐凸显出来。自从20世纪30年代同步器变速箱被发明，它在欧美市场的使用就越来越广泛，这也就导致了滑动齿轮换挡和啮合套换挡结构的变速箱已经逐渐被淘汰。对于我国，由于拖拉机收获机械变速箱厂家技术起步较晚，现阶段滑动齿轮换挡和啮合套换挡结构还在很大程度上被使用，由于手动变速箱换挡时会中断拖拉机动力，使得拖拉机的工作效率降低，操作变得更为繁琐，因此，随着时代的发展，对于变速箱操作的简化要求也就越来越高。

换挡规律通过研究拖拉机收获机械变速箱厂家各挡位自动换挡时刻与控制参数(如作业速度、负荷程度、滑转率、发动机输出转速转矩等)之问的关系，并经过性能仿真优化后，确定最佳换挡点 ，避免换挡循环。 目前生产收获机械变速箱拖拉机自动变速器换挡规律是从汽车传动系所采用的以车速和油门开度为控制参数的“两参数换挡规律”基础上发展而来的。但这些传统的换挡规律是建立在被控对象精确数字模型基础上，对于拖拉机和工程车辆，由于工况复杂，负荷变化剧烈，建立其精确模型比较困难，使基于数学模型的各类控制方法难以解决这一问题。因此近年来许多研究将智能控制理论应用于换挡规律，如I．Sakai等提出了模糊换挡策略 J，K．Hayashi等提出了根据输入转速和加速踏板位置变化量利用模糊逻辑判断车辆负载和驾驶员意图、根据车辆速度、负载、驾驶员意图和加速踏板位置利用神经网络原理决策换挡位置的智能控制策略 。Jonas Fredrikson采用自适应反馈方法构建控制器，并提出将发动机作为主动控制一部分的非线性换挡控制方法 。现代控制方法的引入，并增加能够反映具体作业状态和环境状态的参数，使得换挡时机和挡位分布更加合理，可以大大提高了车辆的燃油经济性和作业效率。

在控制策略上，Case IH公司Steiger拖拉机16F／2R全动力换挡生产收获机械变速箱变速箱按照拖拉机作业特点，分成田间和公路两种自动换挡模式，根据变速箱收获机械变速箱厂家输出轴转速、当前的挡位数和发动机转矩负载，自动选择前进挡位，田间作业时，采用动力控制模式，以获取最大动力输出，而在公路运输时，采用经济模式，从而使燃油喷射更加精确，油耗更低。而New Holland公司则开发出拖拉机行走速度管理系统GSM，其不仅包括自动换挡功能，还可在田间作业负荷变化时，自动调节发动机转速与变速器挡位相匹配使拖拉机按照驾驶员设定的工作速度进行作业，在保证经济性的前提下能大幅提升生产效率。