针对悬架控制系统中的输入约束和切换抖振问题,综合考虑悬架系统非线性,提出一种电磁阀式半主动悬架系统的考虑输入约束的模糊切换增益调节滑模控制方法。建立了1/4车辆悬架非线性模型,并利用电磁阀减振器力-速度特性试验建立了电磁阀减振器非线性力学模型。将模糊控制与滑模控制结合设计滑模控制律,降低系统抖振,同时引入辅助系统解决控制输入约束问题。仿真结果表明,所提出的滑模控制器可有效降低控制输入约束和切换抖振对悬架系统性能的影响,改善车辆乘坐舒适性。

为了改善不同行驶工况下车辆悬架系统的动态性能,提出了一种基于空气弹簧和直线电机作动器的混合空气悬架结构。在分析混合空气悬架结构与原理的基础上,建立了1/4车辆动力学模型、空气弹簧刚度模型以及直线电机作动器阻尼力模型;设计了混合空气悬架的多模式阻尼自匹配协调控制策略,并分析了不同工况下的空气弹簧模式和直线电机阻尼自匹配方法;在不同工况下对悬架的各项动态性能进行了仿真,并开展了台架试验。仿真结果表明,混合空气悬架多模式阻尼自匹配协调控制策略能够适应不同工况条件,改善了悬架各项动态性能。试验结果表明,与被动悬架相比,混合空气悬架多模式阻尼自匹配协调控制下悬架的簧载质量加速度降低了28.08%。

设计开发有效的控制策略是实现半主动悬架功能的关键。在分别对天棚控制和地棚控制半主动悬架的工作域分析的基础上，兼顾天棚控制和地棚控制各自优点，提出并设计了一种混合天棚半主动悬架控制算法，建立了汽车半主动悬架系统动力学模型，进行了磁流变减振器的力学试验建模，开展了磁流变半主动悬架的混合天棚控制仿真分析。结果表明，相对于被动悬架，混合天棚控制半主动悬架的簧载质量加速度降低了9.4％，悬架动挠度降低了20％，轮胎动载荷降低了3．2％。混合天棚控制半主动悬架不仅能够降低簧载质量加速度，同时明显减小了悬架动挠度和轮胎动载荷，提高了汽车的平顺性和操纵稳定性。

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。

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%。

为了优化车辆悬架的减振控制及振动能量回收提出了一种基于协调控制的馈能式磁流变半主动悬架。建立了1/4车二自由度悬架力学模型、磁流变减振器数学模型和馈能模型利用MATLAB/Simulink软件对馈能特性进行了仿真分析并进行了参数敏感性分析。分析了减振器实现自供能的条件及结构参数的影响设计并分析了多模式协调控制下的悬架动力学特性和馈能特性。结果表明该减振器馈能结构参数对自供能影响较大;协调控制器能够有效协调悬架系统减振与馈能关系降低能耗阻尼力可控性好能够衰减车辆振动馈能特性效果良好验证了该结构的可行性。

采用模糊PID控制策略，在对1／4车辆模型性能仿真的基础上，设计了以DSPIC30F6010为主控制器件的电动静液压EHA（Electro—Hydrostatic Actuator）主动悬架模糊PID控制系统，研制了EHA车辆主动悬架样机及试验台架。建立了EHA作动力与PWM占空比之间的非线性关系曲线。台架试验结果表明，所设计的模糊PID控制器能较好实现系统控制，控制方法有效，可以显著减小车辆振动及干扰，提高了车辆的平顺和稳定性。

为了抑制电动静液压作动器(EHA)主动悬架作动器输出主动力的脉动,改善车辆的动态性能,提出了一种EHA主动悬架双滑模控制策略。建立了EHA主动悬架动力学模型,设计了基于模型参考的外环滑模控制器和电机内环滑模控制器,仿真分析了不同路面激励下该悬架的输出主动力特性和车辆动态特性,并开展了台架试验测试。结果表明,双滑模控制策略能够抑制电机输出主动力所产生的脉动,使实际输出主动力有效跟踪理想主动力,提高了EHA主动悬架的动态特性。