为改善液压机械传动装置(Hydro-Mechanical Transmission,HMT)模式切换品质,提出了一种基于LQR的HMT模式切换品质分阶段优化方法。建立了HMT模式切换过程动力学模型,综合考虑冲击度和滑摩功指标,在转矩切换阶段,运用线性二次型最优控制(Linear Quadratic Regulator,LQR)理论,求解离合器传递转矩最优变化率,并通过控制离合器传递转矩对最优轨迹进行跟踪;调速阶段,在满足冲击度要求下,控制离合器主、从动盘快速同步。仿真与试验结果表明,采用分阶段优化方法时,冲击度降低了24.9%,滑摩功减小了30.3%,模式切换品质得到有效提高。研究结果可为液压机械传动装置的实际工程应用提供一定的理论参考。