近年来随着环境的恶化及越来越严格的汽车尾气排放标准,电机电控技术在新能源汽车上快速发展。转速易于控制的电机结合高传动效率的机械式自动变速器（Automated Manual Transmission,AMT）使高效与舒适兼具的变速器成为可能。本文的研究基于某款具有电机主动调速功能的AMT,该AMT换挡执行机构取消了传统同步器内的摩擦元件而只保留了接合套和接合齿圈。但传统接合套与接合齿圈在低转速差下接合容易发生顶齿并且存在二次冲击导致换挡困难的问题,为此本文设计了一种新型圆键定位式同步器。新型同步器通过可被压缩的圆形键和定位孔代替传统接合齿来完成接合套与接合齿圈的接合。此外,还对同步器的执行机构进行设计选型,对换挡系统中的关键部件参数进行设计计算。基于计算得到的参数在Solidworks中建立三维实体模型,并将建好的三维模型导入到动力学仿真软件中建立虚拟样机模型,对换挡执行机构的换挡过程进行动力学仿真分析。仿真结果显示换挡过程冲击小,无二次冲击,接合套与接合齿圈在0±30rpm转速差范围内均有良好的换挡性能。为准确分析系统的动态响应并制定电机控制策略,建立了换挡执行机构的动力学方程及不同换挡阶段的负载方程。此外,本文还针对换挡执行电机建立了数学模型,并基于动力学分析制定了集成位置环、速度环、电流环的换挡执行机构控制策略,并在MATLAB/Simulink软件中通过仿真得到的电机运动规律和接合套位移曲线验证了该控制方法的有效性。仿真结果显示接合套从空挡移动至目标挡位用时0.3s,且电机在接合套到位后依然输出微弱的扭矩来保持接合套位置。本文的研究为后续对机械式自动变速器换挡执行机构的研究提供了一定的理论基础,对推动机械式自动变速器在新能源汽车上的应用具有实际意义。