随着车速提高,车辆侧翻的风险随之增加,因此车辆的抗侧倾性能愈发受到人们的重视。液压互联悬架(HIS)能有效提升车辆的侧倾刚度且几乎不影响车辆的平顺性。根据所研究的主动液压互联悬架,设计了一个以侧倾角和侧倾角加速度作为输入的模糊控制器,直线行驶时控制器几乎不工作,此时车辆等同于被动HIS,两者平顺性近似相同;高速转向时通过控制电机推动调节油缸的活塞杆运动,产生主动的抗侧倾力矩提高车辆的操稳性能。搭建了主动抗侧倾HIS实验台架,通过台架实验验证了主动HIS模型的正确性。对试验车辆底盘进行主动抗侧倾HIS测试系统改装,进行蛇形和双移线试验,并利用MATLAB/Simulink进行相应仿真,比较分析被动HIS车辆和主动HIS车辆的车身侧倾角峰值。结果表明,与被动HIS相比,主动HIS能有效提高车辆的抗侧倾性能。

以气动肌肉为新型执行器构建车用主动悬架系统,依据1/4悬架模型搭建实验平台,研究气动肌肉主动悬架系统的减振性能及其控制特点。主要在建立该系统数学模型的基础上,运用Matlab+Simulink软件,采用PID控制算法,对不同的激励信号作用下的系统性能进行了仿真研究,以验证气动肌肉主动悬架系统的可行性与有效性。

在普通齿轮齿条式被动悬架的基础上,采用偏心叶片泵设计制作了主动悬架系统,建立了车辆1/4模型,应用最优控制理论设计了主动控制器,基于MATLAB/Simulink建立系统模型进行仿真分析。结果表明,此偏心叶片泵式主动悬架对车辆行驶平顺性和乘坐舒适性的改善具有良好的效果,同时该悬架具有主动悬架的性能,且能量可以自给自足。

车辆在紧急制动、起步加速或者有较大承重时车身高度发生变化,这对车辆的操纵稳定性和乘坐舒适性很不利。为解决这一问题,在AMESim软件中搭建1/4车辆二自由度的液压悬架模型,并与传统的被动悬架模型进行仿真对比,验证了建模的可行性。在建立的液压悬架模型的基础上加入主动控制系统,建立主动液压悬架系统,实现了对车身高度的调节控制,使得车身高度由最初加载后的-10 cm调节到-2 cm,优化了80%,并且大大缩短了调节所用的时间,车身到达平衡位置所用时间由10 s缩短到了3 s,优化了70%。该方法提高了车辆在不同负载和不同工况下的乘坐舒适性和操纵稳定性。

为研究主动悬架车辆行驶平顺性,在7自由度整车动力学模型基础上,加入阀控非对称液压缸动力学模型并实现自适应控制,同时结合车辆主动悬架模块化控制思想和变论域模糊控制理论,以4个悬架作用点速度、加速度为输入,车身等效反作用力或力矩为输出,设计了变论域模块化模糊控制器。以B级模拟路面为输入,采用AMESim和MATLAB/Simulink软件对车辆行驶平顺性进行了联合仿真和分析,并以自制样车为对象进行了路面试验和台架试验,对仿真结果进行验证。试验结果表明:与被动悬架相比,主动悬架在降低车辆车身垂向加速度、俯仰角加速度、侧倾角加速度的均方根值方面效果明显,这些指标值在20 m·s-1车速下的仿真结果和台架试验结果分别降低了51.5%、47.2%、59.8%和36%、32.9%、33.4%;基于变论域模块化模糊控制器的主动悬架能显著减少车身振动,提高车辆的行驶平顺性...

研究车辆主动空气悬架的控制问题，在车辆主动空气悬的常规PID控制器的基础上，运用模糊推理对常规PID控制器进行参数在线修订，设计了基于单轮车辆主动空气悬架的Fuzzy-PID控制器，并对Fuzzy—PID控制的单轮车辆主动空气悬架进行Matlab建模和仿真试验。仿真结果表明，与车辆被动空气悬架、常规PID控制的车辆主动空气悬架相比，Fuzzy—PID控制的车辆主动空气悬架可大大降低车身加速度和悬架动行程，提高车辆乘坐舒适性和操纵稳定性，具有良好的鲁棒性，从而验证了Fuzzy-PID控制器的有效性和实用性。

考虑到车辆行驶过程中遇突发状况紧急制动会引起车身姿态较大幅度地变化,同时受路面附着系数、道路条件等影响车轮也会发生抱死和侧滑。为了提高车辆在紧急制动工况下的平顺性和制动性能,改善车身姿态的变化,对非线性半车模型进行了研究,建立了包含主动悬架与制动在内的仿真模型,在主动悬架LQG控制、目标滑移率模糊控制的基础上,通过两者之间的相互影响,进一步设计了俯仰模糊控制策略来改善车身姿态。对车辆在不同控制下紧急制动进行了动力学仿真分析,结果表明,联合控制能够较好地抑制车辆俯仰角的变化,加大制动减速度,减小车身垂直加速度和制动时间,改善车辆的性能,证明设计的控制策略是有效的。

基于1/4车二自由度并联式液压主动悬架系统的非线性模型,考虑系统中各种参数的不确定性,提出了基于该模型的自适应Backstepping控制器设计方法。该方法所设计的控制器能自动调节控制器参数,适应因为汽车行驶状态或环境的改变而引起的系统参数在一定范围内的变化,具有较强的实际意义。仿真结果表明,与被动悬架相比所设计的控制器不仅增加了悬架系统的快速稳定性,而且汽车的平顺性、接地性和动行程也都得到了明显改善。

通过车辆模型和悬架动力学模型的建立，把最优控制理论运用到主动悬架的控制策略中，进行LQG最优控制器的设计；并在输入一路面白噪声的情况下，利用AMESim建立主动悬架和被动悬架的仿真模型；仿真结果证明利用LQG方法控制的主动悬架在改善汽车的平顺性和操纵稳定性方面有着良好的效果。

以高性能电液比例阀为作动器，设计了车辆主动悬架系统。基于主动悬架车辆1／4动力学模型，采用PID控制器，利用Matlab软件建立了主动悬架汽车动力学仿真模型，并用某车型数据进行了动力学分析和仿真。仿真结果表明，比例控制技术应用于主动悬架控制是可行的。