为了实现车辆悬架的减振控制及振动能量回收,提出并设计了一种基于电动静液压作动器(EHA)的车辆半主动馈能悬架结构。建立了2自由度半主动悬架力学模型以及EHA作动器的数学模型;设计了EHA作动器,进行了电机特性试验和EHA作动器的馈能试验;设计了EHA半主动悬架最优控制和能量管理控制策略,利用AMESim与Matlab/Simulink软件对EHA半主动悬架动态性能和能量回馈进行了仿真;设计了EHA半主动悬架试验测试系统,开展了EHA半主动悬架控制台架试验。仿真与试验结果表明,提出的EHA作动器馈能效果较好,馈能效率平均为50%左右;与被动悬架相比,在正弦激励和随机路面谱输入下EHA半主动悬架的簧载质量加速度下降20%左右,减振效果明显。

为了改善车辆行驶的平顺性和操纵稳定性,设计了一种基于电动静液压作动器(EHA)的车辆半主动悬架结构。进行了EHA作动器的性能试验分析,建立了EHA半主动悬架的键合图模型,计算了EHA半主动悬架系统的临界时滞,分析了时滞对EHA半主动悬架幅频特性和减振性能的影响,设计了Smith预估时滞补偿控制器,进行了EHA模糊控制半主动悬架的时滞补偿仿真分析。结果表明,EHA半主动悬架具有较好的阻尼可控性;然而随着时滞的增大,悬架系统会出现"轮跳"现象;在Smith时滞预估补偿控制下,EHA半主动悬架的簧载质量加速度减小约30%,轮胎动载荷减小约20%。

针对车辆悬架使用最优控制时,评价指标难以客观选取加权系数的问题,提出一种基于遗传算法的半主动悬架最优控制方法。在MATLAB/Simulink环境下,首先建立1/4半主动悬架模型、被动悬架模型及随机路面模型。其次,进行磁流变阻尼器的标定试验,得到不同工况下的阻尼器位移、速度曲线。利用参数拟合工具箱和BP神经网络建立修正的Dahl参数化正向、逆向模型,并进行拟合验证。再次,在最优控制理论的基础上,应用遗传算法对半主动悬架评价指标的加权系数进行选取,建立遗传最优控制器。最后,进行仿真验证与分析。结果表明:应用遗传算法来确定最优控制器的加权系数,提高了车辆的平顺性。

为解决电磁半主动执行器使用滞环电流控制方法产生的非线性强及控制复杂等缺点,提出一种变压充电控制方法,并设计了电磁馈能型半主动悬架控制系统。首先,基于LQG控制方法设计理想控制力求取控制器。其次,基于变压充电控制方法和变转速/充电电压的永磁同步电机数值仿真获取了不同转速/充电电压对应的馈能阻尼力数据,并通过数值拟合构建了由理想半主动力和悬架相对运动速度求取充电电压的函数关系从而获取馈能半主动执行器的实际控制力。最后,以被动悬架和理想半主动悬架为比较对象,进行电磁馈能型半主动悬架性能对比与分析。结果显示：与被动悬架相比,电磁馈能型半主动悬架与理想半主动悬架的悬架综合性能指标值分别减小27.4%和34.7%,前、后悬架实际控制力相对于理想半主动控制力的相关系数分别为0.9582和0.9664,电磁馈能型半主动悬...

为改善车辆悬架系统的刚度和阻尼特性,通过分析载重汽车半主动悬架系统的运动,建立了半主动悬架磁流变减振器阻尼力设计模型,确定了磁流变阻尼器的结构参数、控制策略,应用ADAMS软件仿真分析了磁流变连续可变阻尼半主动悬架的动力学响应。仿真结果表明,磁流变阻尼器具有很好的阻尼减振效应。利用磁流变液体的表观黏度随外加磁场变化阻尼可变的特性,控制半主动悬架的刚度和阻尼规律,实现了载重汽车的自适应减振,有效改善了车辆的行驶平顺性及操纵稳定性。

根据力学和流体学知识构造出了液压半主动悬架系统的状态空间，并且由傅里叶变换模拟出B、C两级路面的不平度随时间变化的图像，并以此输出信号作为地面的干扰激励信号。然后通过最优控制器控制原理对悬架进行控制。通过Matlab和simulink软件建立了B、C级路面随时间变化的随机模型，最优控制器控制模型。通过仿真对悬架系统的车身加速度、车身相对位移和车身相对动载三个性能指标在不同路面时原系统和最优控制器系统进行了详细的分析。

针对互联悬架能耗过大却不能回收悬架振动能量的问题,提出了一种液压互联馈能悬架系统。阐述了液压互联馈能悬架的结构及工作原理,建立了AMESim动力学模型,并设计了恒流馈能电路,研究了在正弦路面与随机路面输入激励下的动态性能,并在此基础上进行了台架试验,试验与仿真结果基本吻合。结果表明：与未加入恒流电路控制的液压互联悬架相比,采用恒流电路控制的液压互联馈能悬架具有更佳的整体动态性能,其侧倾角加速度、车身垂直加速度均有所下降,并在此基础上实现了对车身振动能量的回收,为液压互联馈能悬架的模式切换控制提供了理论基础。

基于现阶段汽车悬架领域、阻尼领域试验器械功能不完备的现状,设计了一种可进行阻尼试验的双横梁汽车悬架振动试验系统,并介绍了其整体结构,建立了1/4汽车悬架的模型,分析了半主动悬架研发及性能测试、典型阻尼器动力学性能标定的原理。该试验系统具有体积小、控制精度高、功能丰富并成本低廉的特点,能够简化主动、半主动悬架研发的过程,缩短研发周期,满足大部分汽车悬架试验、阻尼试验的试验需求。

为了克服磁流变半主动悬架耗能大的缺点提出了一种自供能式磁流变半主动悬架结构。分别建立了磁流变减振器和直线电磁线圈数学模型分析得出了半主动悬架能够实现能量自供给的必要条件对该磁流变半主动悬架动态性能和自供能效果进行了仿真分析。结果表明该磁流变半主动悬架在天棚控制下簧载质量加速度下降26.2%悬架动挠度下降10.8%轮胎动载荷下降13.3%;能够实现能量自供给馈能效率为13.6%。

在建立路面和1／4车辆模型的基础上，应用最优控制理论对车辆悬架进行了LQG半主动控制，将被动、半主动悬架的车身加速度、悬架动挠度及轮胎动位移指标进行了对比分析。仿真结果表明，采用LQG控制的半主动悬架对车辆行驶平顺性和乘坐舒适性具有良好的改善效果。