随着科学技术和社会经济的发展,人们对汽车性能也提出了更高要求,而悬架是改善车辆行车操作性和乘坐舒适性的关键部件之一。基于磁流变减振器的半主动悬架由于其一些优越的特性,将半主动悬架技术推向了新的高度,逐渐成为现代汽车悬架系统研究的最佳选择。文章概述了基于磁流变减振器半主动悬架的特点,阐述了磁流变液的组成、制备、工作模式和性能要求,调研了磁流变液的国内外发展现状,并且结合现有研发技术和未来需求,对磁流变液的研发工作提出了一些建议和展望。

为了改善车辆平顺性和行驶安全性,设计了一种基于单出杆式磁流变减振器的汽车半主动悬架。在分析传统的磁流变减振器力学模型的基础上,提出了一种改进的磁流变减振器多项式模型,试制了磁流变减振器样机,进行了磁流变减振器的力学特性试验,设计了半主动悬架天棚控制器、地棚控制器和LQG控制器,进行了不同控制策略的对比仿真分析,开发了磁流变半主动悬架试验测试系统,开展了该磁流变半主动悬架的LQG控制台架试验测试。结果表明,所研制的磁流变减振器耗能效果良好,能够最大限度地发挥振动衰减功能。与被动悬架相比,在4Hz和5Hz正弦激励下磁流变半主动悬架的簧载质量加速度分别降低15.80%和23.36%,在随机路面激励下簧载质量加速度降低19.46%。

路面的不平度是行驶的车辆所受主要激励源之一,因此,把积分白噪声随机路面输入模型的建立作为基础,建立了四分之一车辆2自由度半主动悬架的运动微分方程。在此基础上,设计了车辆半主动悬架系统PID控制器;针对车辆半主动悬架运动存在非线性的特点,运用T-S模糊控制理论,构建了车辆二自由度半主动悬架系统的T-S模型。运用MATLAB/Simulink仿真软件,实现了PID控制和T-S模糊控制仿真模型并输出其仿真比较图形,进行了两种控制算法的车辆平顺性性能评价指标的均方根值的比较分析,结果表明所设计的T-S模糊控制器在提高车辆的平顺性方面,与PID控制相比,控制效果有了明显的改善。

建立汽车的1/4车二自由度动力学模型,利用模糊控制工具箱设计了用于汽车半主动悬架的模糊控制器,通过应用MATLAB/Simulink对比仿真,结果显示传统的被动悬架在行驶平顺性方面不如使用模糊控制器的半主动悬架,应用模糊控制的半主动悬架系统可以有效提高汽车的行驶平顺性.

研制了一种电磁阀式阻尼连续可调减振器,并在此基础上进行了半主动悬架整车试验研究。阐明了系统结构和工作原理,通过台架试验测试了电磁阀的外特性和减振器阻尼力在不同电流下的速度特性,并开展了实车道路试验。试验结果表明：该电磁阀式减振器可以较好地实现阻尼力的调节,且对整车行驶平顺性、操纵稳定性的提高具有积极作用。

研究了一种电磁阀控制的阻尼连续可变减振器，阐述了该减振器的结构形式和工作原理，对其外特性进行了理论分析。通过试验检验该减振器的性能，建立了阻尼力与输入电流之间的关系。试验结果表明，该减振器理论分析与试验结果相吻合，将该可调阻尼减振器应用于半主动悬架控制系统，可以获得良好的振动特性，改善车辆的性能。

在电磁阀减振器力—速度特性试验基础上,针对电磁阀减振器1/4车辆半主动悬架非线性特性和电磁阀减振器可调阻尼力输出饱和特性,提出一种基于输入饱和的滑模控制策略。建立半主动悬架1/4车非线性模型和输入简化的悬架参考模型。设计半主动悬架1/4车非线性模型滑模控制器,同时考虑电磁阀减振器阻尼力存在的输出饱和特性,设计辅助分析系统,产生控制补偿信号对滑模控制器进行饱和补偿。Matlab/Simulink仿真与台架试验结果表明：设计的输入饱和滑模控制器能有效消除电磁阀减振器输出饱和特性影响,使电磁阀减振器半主动悬架车身垂向加速度、悬架动挠度等性能指标很好地跟踪或接近悬架参考模型理想输出,优化电磁阀减振器半主动悬架非线性控制与设计,有效改善车辆乘坐舒适性。

建立了某越野车7自由度模型，分析了该车辆在直线行驶、加速一制动以及转向工况下悬架阻尼变化对车辆稳定性和乘坐舒适性的影响。研制了电磁阀控制阻尼可调减振器。并进行了减振器示功试验、速度特性台架试验，得出被动减振器及可调减振器的示功图和速度特性曲线。结果表明，该可调减振器的软、硬阻尼力随速度的变化有明显的区别，说明基本达到了阻尼的软、硬可调。

提出了一种基于EHA的车辆馈能式半主动悬架结构，并针对车辆在振动较小的状态下电能无法得到有效回收的问题，引入了Boost升波斩压电路对馈能电压进行泵升。在AMESim软件中建立了1／4车辆EHA半主动悬架模型。同时，在MATLAB／Simulink中设计了半主动悬架LQG最优线性二次控制器以及Boost电路仿真模型。利用AMESim与MATLAB／Simulink软件，对EHA半主动悬架能量回馈特性以及车辆行驶平顺性进行了联合仿真研究。结果表明，在LQG控制下EHA半主动悬架有效地降低了车身加速度、悬架动挠度、轮胎动栽荷，从而提高了车辆的乘坐舒适性与行驶安全性；同时在Boost电路泵升作用下，馈能电压得到了有效回收。

在ADAMS/View中建立了磁流变减振器的半主动控制悬架的机构模型，在Matlab软件中设计了PID控制器，创建了带有PID控制器的半主动悬架的整车联合仿真模型。仿真计算结果表明：该方法不仅减小了整车振动加速度，而且改善了车辆行驶平顺性。