根据磁流变液的流变特性以及普通液压悬置的结构,设计了一种新型磁流变悬置,并采用Ansoft Maxwell软件对其磁路结构进行分析。利用Matlab/Simulink建立了磁流变悬置系统的仿真模型。为验证SOA优化PID控制的实际效果,与磁流变悬置系统采用PID控制进行比较。怠速工况下的车身俯仰角加速度的峰值和均方根值降低了3.38%和27.15%,车身垂向加速度的峰值和均方根值降低了16.33%和9.85%;行驶工况下的车身俯仰角加速度的峰值和均方根值降低了36.48%和47.55%,车身垂向加速度的峰值和均方根值降低了31.53%和41.45%。分析结果表明,磁流变悬置系统采用基于SOA优化PID控制具有良好的隔振效果。

建立了车辆悬置系统与悬架系统的集成模型,应用最优控制理论设计了集成控制系统。针对最优控制器加权系数难以确定的问题,采用粒子群算法优化加权系数以提高集成控制系统的控制品质。为验证集成控制系统采用基于粒子群算法优化的LQR控制策略的效果,利用Matlab进行频域和时域分析。悬架动挠度的峰值和均方根值分别降低了16.28%和19.13%。悬置动挠度的峰值和均方根值分别降低了88.37%和83.33%。分析结果表明基于粒子群算法的LQR控制策略在改善悬架动挠度和悬置动挠度方面效果明显,有利于提高车辆的操纵稳定性。

根据发动机磁流变型悬置的结构,建立了磁流变型悬置的力学模型和数学模型,应用MATLAB/SIMULINK对磁流变型悬置在低频激励下的动特性的影响进行研究。分析了电流强度和激励幅值、橡胶主簧等效面积、激励频率对磁流变悬置动特性的影响。分析结果表明:磁流变悬置较液压悬置在低频大振幅工况下能获得更大的阻尼和刚度。

为有效地改善车辆乘坐舒适性和行驶安全性,基于车辆系统动力学理论,建立了含半主动悬置系统与半主动悬架系统的整车动力学模型。利用线性二次型最优控制原理设计了集成控制器,并采用微粒群优化算法对集成控制器的权系数进行优化设计。以车体的垂直加速度、侧倾角加速度、俯仰角加速度作为评价指标,对车辆磁流变半主动悬置系统与磁流变半主动悬架系统集成控制进行了仿真计算。结果表明:集成控制的峰值比独立控制分别减少了7.22%、14.38%和12.75%,集成控制的均方根值比独立控制分别减少了8.58%、22.38%和4.13%,经过集成控制后的车辆综合性能明显优于独立控制。

为了实现对车辆行驶状态参数的估算,建立了车辆单轨二自由度数学模型,并以扩张观测理论为基础,设计了一种能够实时追踪车辆行驶状态参数的线性扩张观测器,利用可以直接获取的横摆角速度,车轮转角和纵向车速对质心侧偏角进行估计,并应用李雅普诺夫函数法对所设计的扩张观测器参数进行优化。在Matlab中在不同的车速下对设计的质心侧偏角观测器进行实验验证.实验结果表明：所设计的线性扩张观测器不仅能够对车身质心侧偏角进行很好的估算,而且具有很好的抗干扰性,纵向车速的改变,没有影响观测的精度。

建立液压机械无级变速器换挡非线性动力学模型,根据连续换挡过程仿真曲线,对决定变速器换挡品质的一类工况进行基于物理参数和换挡时序的换挡控制策略研究。研究表明通过优化变速器物理参数和换挡时序可大大提高换挡品质。基于物理参数的换挡控制策略为在发动机小转速,外负载小转矩,较小的主油压以及较大的调速阀流量时,可获得较好的换挡品质。基于换挡时序的换挡控制策略为首先切换换挡机构离合器,再切换行星齿轮机构待分离离合器,最后切换行星齿轮机构待接合离合器。

解耦盘的运动使得解耦盘式液压悬置成为一典型的切换系统,它同时包含连续和离散两种动态,常规的建模方法都是采用集总参数模型或者液固耦合模型对液压悬置动力学特性进行仿真分析。在考虑液压悬置的混杂系统特征基础上,直接从切换系统理论出发,建立了解耦盘式液压悬置的切换系统模型,并采用逻辑判断方法制定了各模式间的切换策略,通过Simulink/Stateflow建立了切换系统仿真模型,该模型更能真实反映解耦盘式液压悬置的实际物理工作过程。最后进行了解耦盘式液压悬置动特性试验,验证所提出的切换系统模型的有效性。

对液压机械无级变速器机械故障的振动和噪声信号进行了分析：采用双谱分析法识别齿轮故障,希尔伯特信号包络法识别滚动轴承故障,小波变换信号分离法识别传动箱故障。对液压机械无级变速器液压故障的试验数据进行了研究：采用BP神经网络法识别电液比例伺服机构故障,频段分布法识别变量泵故障,核方法识别湿式离合器故障。研究表明：六种不同的方法对变速器的故障都有独特的识别作用,应根据变速器零部件的特性选择恰当的识别模式,以提高故障识别水平。

在大型工程机械和农用车辆上,广泛采用电液比例阀作为工作装置控制元件。PWM先导级高速开关阀在100 Hz时良好的开关性能是决定电液比例阀性能的重要因素。该研究建立了高速开关阀的数学模型,并应用基于Simulation X系统的PWM高速开关先导阀的仿真模型,对高速开关阀阀芯位移响应特性进行研究,分析了弹簧刚度、工作气隙、衔铁质量、线圈电流等参数对阀芯位移响应的影响以及高速开关阀的流量特性,给出流量控制时PWM占空比的修正公式。

建立了泵控马达系统仿真模型对系统响应特性进行仿真研究和试验验证结果表明：变量泵排量比由电信号决定定量马达转速由电信号和泵转速共同决定。建立了静液压系统效率模型对效率特性进行比较研究和试验验证结果表明：泵控马达系统在大排量、中压、中高转速范围内具有良好的效率特性。