冲块横向稳定器等等，图为悬架结构示意图。图悬架结构图悬架的分类目前依据对汽车悬架的各种性能要求，汽车悬架的构造形式与减振控制方法也日趋完善。悬架的结构形式有很多，分类的方法也存在很多差异。根据它的导向机构的不样，汽车的悬架可以分为式的悬架与非式的悬架两种根据它的震动控制方法的不样，又分为被动的悬架主动的悬架半主动的悬架三大种。简单来说不需要外部输入能量的悬架就称为被动悬架需要少量输入外部能量，来调节阻尼系数的称为半主动悬架而全部需要经过外部的输入能量的让执行机构给悬架系统增加定的主动控制力的悬架称为主动的悬架。图是这三种悬架的简化模型。被动悬架主动悬架半主动悬架图三种悬架系统简化模型传感器可调减振器执行器被动悬架被动悬架是种传统的机械结构，其简化模型示意图如图所示，包括弹簧和减振的系统。在年由首次提出了被动悬架的设计理论，并且通过调整弹簧的刚度减震器的阻尼值改变轴距弹簧的安装位置等用来提高车辆的行驶的平顺性和操作稳定性。被动的悬架不仅构造简单，而且成本低廉，还不需要外部输入的能量，所以，在汽车上能够被广泛的用。但因为它的参数不可变，所以又存在较大的局限性减少悬架的刚度对提升汽车舒适性改善有利，但是当弹簧刚度较小时，对轮胎动载荷影响不利，如果弹簧太软，则需要较大的行程空间，增加了汽车的高度而无法布置。阻尼特性对平顺性和轮胎接地能力产生共同影响，同时兼顾二者较困难。因悬架参数不可变，不随路况而改变，所以只能在特定的路况下达到最佳减振效果，而车辆的载荷车速以及路面凸凹都会在很大程度变化，如果激励发生变化，悬架系统就不再是最优。被动悬架对行驶平顺性操纵稳定性车身状态等这些相互矛盾的设计要求选择适中方案，在定程度上符合汽车动力学性能要求。因此，在对个多种环境下行驶的汽车，在性能要求较高且影响因素较复杂的情况下，被动悬架很难再满足新的要求，很难实现行驶平顺性与操纵稳定性的完美结合。主动悬架主动悬架最初结构装置是由公司基于气液压悬架发展的种机械系统。主动悬架简化模型如图所示，主动的悬架包括三个部分传感器控制器执行机构，它们与汽车部件起形成闭环控制系统。其中控制器是整个悬架系统的信息处理管理中心，它接受分别来自各个传感器的信号，根据选定的数据处理方法和控制方法，决定并控制执行机构的动作，进而改变车身运动状态达到隔振减振的效果。主动悬架般情况下都采用闭环控制系统。所谓闭环控制系统，就是输出量反过来对系统的控制有直接影响的控制，也就是说弹簧刚度和减振阻尼的控制结果，还必须通过反馈系统把信息传送给电脑，再由电脑进行分析修正，以达到最佳控制效果，进而提升汽车行驶平顺性和操纵稳定性等性能的要求。主动悬架的优点可以归纳为做成较小的悬架的刚度，可以能使车身具拥有较低的自然状态振动频率，并且能够保证在正常开车中的乘坐舒适度。很大程度上改变了汽车在转弯情况下的车身侧倾制动和加速等状态下的纵向摆动问题。应采用主动的悬架系统，因为不需兼顾正常状态开车中汽车的舒适性度，因而可以将汽车的悬架抗侧倾和纵摆的刚度做成较大，进而就提高了汽车的悬架的稳定性能。采用先进的悬架结构，不但能够保证汽车行驶在比较复杂的路况在瞬间将车轮提起，避开障碍物，提高汽车的安全通过性。另外，主动的悬架还能够保持车轮子与地面的摩擦，改善了轮胎动载荷的控制力，改善了负载的分布情况。同时由于车身的高度可以调节，又进步的保证了车轮的跳动，从而对传动的构造简化了设计。根据作动器的反应的带宽不样，主动的悬架又可以细分为是带宽的主动悬架与有限带宽的主动悬架，有的地方也叫为全主动悬架与慢主动悬架。慢主动的悬架系统般情况下的是由个作动器和个普普通通的弹簧串联组成，然后再和个被动阻尼器并联组成。慢主动悬架的主动控制频率范围为，当频率大于时被动元件主导悬架系统的特性。因为慢主动悬架只在个较低的频率范围内运行，所以降低了系统的成本和复杂度，但它的性能指标仍可以满足主要的车身振动和转向控制的基础要求。全主动的悬架系统是采用个可以用来控制的作动器替代了被动悬架中的些相关部件，组成个闭环的控制系统。作动器般情况是由个气动的或者液动的油缸，它具拥有较大的频率范围，对轮胎的高频共振能够进行控制。作动器的控制的带宽般覆盖些车辆常见的振动频率如，有的些作动器的响应带宽可以高达如。为了减少能量的损耗浪费，般情况下会保留个与作动器并联的传统弹簧，来支持车身的静载荷。半主动悬架半主动悬架是在年由和首次提出半主动悬架的概念。半主动悬架的简化模型如图所示，半主动的悬架是由可以改变的刚度的弹簧和可以改变的阻尼系数的减振器组合而成。它的基本上原理是，根据弹簧上的质量相对于车轮的速度和加速度的响应等反馈信号，并按照定的控制方法来调节弹簧的刚度值或减振器的阻尼值。在产生力上半主动的悬架近似于被动的悬架，但它的阻尼系数与刚度系数是可以改变的。通常的情况下以改变减振器的阻尼值为主，将阻尼分为级和级，又根据人工的选择或根据传感器的信号自动式确定。年日本得个公司研制出了种叫声纳式半主动的悬架，它非常好，能够通过声纳这种装置探测前方路况的信息，进而及时的调整悬架的减振器的三个状态。此外，等人又提出了阻尼连续可调的半主动悬架系统。主动悬架控制理论研究的目的和意义随着现代的汽车行业的不断发展和壮大，汽车的工业在世界的经济动控制图轮胎动载荷保证不变，分别令仿真结果如下图，车身加速度如图，悬架动挠度如图，轮胎动载荷如图。时间车身加速度被动控制图车身加速度时间悬架动挠度被动控制图悬架动挠度时间轮胎动载荷被动控制图轮胎动载荷保证不变，分别令，仿真结果如下图，车身加速度如图，悬架动挠度如图，轮胎动载荷如图。时间车身加速度被动控制图车身加速度时间悬架动挠度被动控制图悬架动挠度时间轮胎动载荷被动控制图轮胎动载荷数据结果分析由上图改变值可知，增大值可以有效的减少超调量，取较大值可以减小振幅，增加稳定性，但轮胎动载荷在出现振荡，波动较大，不稳定效果明显改变值对悬架动挠度控制的影响比较明显，较小值时动挠度比较接近被动控制，振幅较大，稳定性较差，当取值大于时再增大则对减小动挠度作用不明显当取较小值时对减少调节时间有较好的作用，当取较大值时悬架动挠度轮胎动载荷振幅加大，出现振荡，系统出现不稳定性。改变阻尼系数仿真结果对比分析在保证其他参数不变的情况下研究阻尼系数对主动悬架的影响，分别令仿真结果如下图，车身加速度如图，悬架动挠度如图，轮胎动载荷如图。时间车身加速度图车身加速度时间悬架动挠度图悬架动挠度时间轮胎动载荷图轮胎动载荷数据结果分析观察上图改变三个不同悬架阻尼系数可知，当系数逐渐增大时，车身加速度悬架动挠度减小调节时间较好，取值较小时悬架动挠度幅值较大，轮胎动载荷波动较大系统稳定性较差，当取较大值时波动较小，稳定性效果比较明显。总结和展望总结随着信息技术的迅速发展，现代汽车的意义不仅仅再是件机械产品，而是集信息导航智能电子等高科技于身的综合型的产品。因而对悬架的工作特点结构组成车辆的振动和新的悬架控制理论等研究工作是设计新型悬架系统和对车辆振动进行有效控制提高车辆综合性能的重要措施，进而成为现代汽车动力学及控制理论中重要的研究课题之。本论文在对汽车主动悬架的发展全面了解和掌握国内外大量同类研究的基础上，重点对主动悬架的控制策略应用到主动悬架中，取得了较好的探讨成果。本论文首先对汽车悬架的功能结构类型以及国内外汽车悬架的研究现状进行介绍。对悬架的控制策略进行归纳总结，确定论文的任务是对主动悬架的控制策略进行系列仿真研究。对仿真图形对比分析，以车身的加速度悬架的动挠度和轮胎的动载荷作为评价的重要指标，把车身加速度这项指标作为本课题主要考虑控制目标。结合汽车悬架实际情况，运用车辆动力学理论，对汽车悬架系统进行了简化分析，建立了车辆主动悬架系统的动力学模型，并且考虑到路面扰动输入对悬架控制的重要影响，本课题选择了车速，建立了积分白噪声级路面不平度数学模型，并将其在时域内仿真实现。本论文针对汽车悬架这种时变非线形的复杂系统，根据经典控制理论知识结合现代控制理论在智能控制方面的理论成就，采用控制理论来设计汽车主动悬架控制系统。其中包括确定控制器的结构，选择和整定控制的参数。利用软件构建出汽车主动悬架控制系统仿真模型，包括路面输入模型被动悬架模型主动悬架模型。在此基础上，通过该仿真环境对构建的汽车被动悬架控制主动悬架的仿真模型进行结果对比分析。以车身加速度悬架动挠度以及轮胎动载荷作为目标输出，其中又以车身加速度作为主要的评价指标，评价所设计的主动悬架控制系统的可行性和优越性。通过对悬架性能指标仿真结果的对比分析，可以得出采用控制下的主动悬架得到了很好的控制效果，从而表明对乘坐舒适性的改善效果非常好，同时，在定程度上减小了悬架动挠度和轮胎动载荷，进而表明主动悬架对提高车辆的操纵稳定性起到了定的作用。其中控制算法简单，计算量小且易于实现，如若选择合适的参数，很容易得到很好的控制效果。不足之处和展望本论文主要是对主动悬架控制仿真研究，由于是本科生能力有限，条件的限制，没有进行实践实验。所以还要有很多的工作许要做，也有很多地方须要改善。本论文中还存在存在很多问题计算机仿真研究的突出优点是便于实现，作为理论研究可以说它是比较完美的种方式，但是它容易忽略些实际系统中可能存在的些复杂因素，其结果往往趋于理想化，对于进步定量化和更细致研究就显得缺乏说服力。下步工作可以建立悬架的实验台，通过实验模拟来验证主动悬架控制策略的可行性可靠性和有效性。为了简化研究对象突出重点，本文采用的是两自由度的简化力学模型。这类模型只能究垂直方向的运动，却无法分析汽车的侧倾和俯仰运动，这种简化与实际有定的差距，若要作全面的研究就要用到半车模型或整车模型。悬架系统存在很多非线性的因素，如若计算机仿真技术能够可以完全的考虑刚度和阻尼的非线性的情况，更加精确的描述研究对象，则可以更好的保证研究的科学性和可行性。可以用其它的仿真系统，如仿真系统，主动对悬架进行仿真，控制系统仿真建模可以同时进行，这样就可以减少研发时间。控制算法方面也有待进步改善。例如，模糊联合控制，神经网络控制等。致谢首先，要真挚的感谢我的指导老师陈延东。在论文写作期