车辆半主动悬架与路面系统的分析和建模研究
汽车半车主动悬架系统模型降阶研究 - 副本
基金项目:合肥工业大学科学发展基金项目-基于驾驶行为及意图的汽车主动安全系统研究(2009H GXJ 0088)收稿日期:2010-04-15 修回日期:2010-06-21第28卷 第6期计 算 机 仿 真2011年6月文章编号:1006-9348(2011)06-0335-04汽车半车主动悬架系统模型降阶研究顾正刚1,汪洪波2(1.江苏信息职业技术学院计算机工程系,江苏无锡214000;2.合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥230009)摘要:研究汽车悬架系统是复杂的物理系统,为保证悬架控制系统性能得到优化,针对优化设计控制器技术改进。
如何用尽可能简单的数学模型加以实现。
提出用四自由度半车悬架系统建立其动力学状态空间模型,为改善系统的性能,采用最优控制方法设计输出反馈最优控制器得到悬架闭环控制系统。
应用模态截取法、均衡截取法对原高阶控制系统的数学模型进行降阶研究。
结果表明均衡截取法能获得更好的降阶效果,原系统模型阶数能够被较大程度地降低,通过M ATL AB /S i m u -li nk 仿真证明所得到的低阶控制系统能获得与全阶控制系统相近似的闭环控制性能,并使系统提高优化效果。
关键词:悬架;最优控制;模型降阶;仿真中图分类号:U461 文献标识码:AStudy on M odel R eduction for Half -V ehicleA cti ve Suspensi on Syste mGU Zheng-gang 1,WANG H ong-bo2(1.D epa rt m en t of Com puter Eng ineer i ng ,Ji angsu Co ll ege o f Info r m ati on T echno l ogy ,W ux i J i angsu 214000,China ;2.School o fM echan ica l and A utomob ile Eng i neer i ng ,H e fei U niversity of T echno logy ,H efe iA nhui 230009,Chi na)AB STRACT :V eh i c le suspension syste m i s a ki nd o f co m plex m echanical syste m s .H o w to desc ri be it by ma t he m a t-i ca lm odel as si m ple as possible is a proble m w hich needs to be so l ved .In th i s paper ,t he sta te-space model i s firs-t ly bu ilt based on the 4-DOF (deg ree-o f-freedom )suspensi on syste m.In order to i m prove t he per f o r m ance o f this syste m,the LQG me t hod is then u tilized for t he des i gn o f the ou t put-feedback opti m al con tro ll er .N ex t ,t he moda l truncati on m ethod(M T )and the balanced truncati on m ethod(BT )are appli ed f o r the order-reduc tion st udy of the obta i ned h i gh-order contro l sy stem p s m ode.l The results based on the study show t ha t t he BT can obta i n better orde r -reduction e ffect ,and also tha t the o rder of t he h i gh-order con tro l syste m model can be s i gnificantly reduced .F -i nall y ,the si m ulati on results from MAT LAB /Si m uli nk de m onstrate t hat the lo w -orde r contro l syste m has the si m il a r contro l perfor m ance w it h t he f u ll-order one .K EY W ORDS :Suspension ;Opti m a l contro;l M ode l reduc ti on ;Si m ulati on1 引言汽车悬架系统是一类复杂的机械系统,对其进行动力学分析、建模、控制是自上世纪80年代以来研究的热点问题。
车辆半主动悬架系统的分析设计及试验研究
收稿日期:199810143国家机械工业局课题(98Q K0033)和安徽省自然科学基金项目(97423001)陈无畏 合肥工业大学汽车学院 教授,230069 合肥市方锡邦 合肥工业大学汽车学院 副教授王启瑞 合肥工业大学汽车学院 副教授范迪彬 合肥工业大学汽车学院 副教授李智超 合肥工业大学汽车学院 讲师车辆半主动悬架系统的分析设计及试验研究3陈无畏 方锡邦 王启瑞 范迪彬 李智超 【摘要】 分析了车辆半主动悬架系统及可调阻尼减振器的性能,建立起数学模型,设计了可调阻尼减振器,并进行了不同道路条件下的实车行驶试验。
通过试验结果的分析比较,表明半主动悬架在提高车辆乘座舒适性方面要优于被动悬架。
叙词:悬架 道路试验 舒适性 前言车辆振动是影响行驶平顺性的主要因素。
合理地设计车辆悬架系统,可改善其行驶平顺性。
近年来,主动和半主动控制悬架系统的研究取得了较大进展。
主动悬架是通过各种反馈信息来实现悬架刚度和阻尼的调节,其执行机构选用高精度的液压伺服缸,用较多的外部动力来控制执行机构,故结构复杂,成本高。
半主动悬架系统包括一个普通弹簧和一个并联的阻尼可调减振器,通过控制阀来调节阻尼,以改善与悬架刚度的匹配。
由于它的结构较前者简单且成本较低,具有较大的实用价值。
1 数学模型111 4自由度车辆模型图1所示的带有阻尼可调的半主动悬架4自由度车辆模型,其运动微分方程为m c z βc +F ca +F ka +F cb +F kb =0I c Ηβ+l a (F ca +F ka )-l b (F cb +F kb )=0m 2az β2a -F ca -F ka +k 2a (z 2a -q a)=0m 2b z β2b -F cb -F kb +k 2b (z 2b -q b )=0(1)式中 F ca =c a (z α1a -z α2a )+u a F cb =c b (z α1b -z α2b )+u b F ka =k 1a (z 1a -z 2a ) F kb =k 1b (z 1b -z 2b )Η=z 1a -z 1b l a +l b z c =l a z 1b +l b z 1al a +l b根据可调阻尼减振器的特点,可将其看作由常规阻尼器(阻尼力为c a (z α1a -z α2a ))和变阻力阻尼器(阻尼力为可控力u a )两部分组成(或者是c b (z α1b -z α2b )+u b )。
汽车主动悬架系统建模及动力特性仿真分析
汽车主动悬架系统建模及动力特性仿真分析对于汽车主动悬架系统建模和动力特性仿真分析，可以分为两个方面，即建模和仿真。
首先是汽车主动悬架系统的建模。
建模的目的是通过数学方程和物理模型来描述悬挂系统的运动和特性。
建模可以从两个方面入手，一是车辆运动模型，二是悬挂系统模型。
车辆运动模型是描述车辆整体运动的数学模型，它包括车辆的质心、惯性力、加速度等参数，并考虑到车辆在不同路面条件下的受力情况。
一般可以采用多自由度的运动方程来描述车辆的运动。
悬挂系统模型是描述悬挂系统特性的数学模型，它包括弹簧、阻尼、悬挂支架等组成部分，并考虑到悬挂系统的动力学特性，如频率响应、刚度、阻尼等参数。
根据悬挂系统的工作原理和设计参数，可以建立悬挂系统的数学模型。
其次是动力特性的仿真分析。
仿真分析的目的是通过数值计算和仿真模拟来模拟和预测悬挂系统在不同工况下的动力特性。
可以通过将建立的悬挂系统模型和车辆运动模型导入仿真软件中进行仿真分析。
动力特性的仿真分析包括四个方面：路面输入、悬挂系统响应、车辆运动和动力性能评估。
路面输入是指对车辆行驶过程中的路面输入进行模拟和预测，可以通过信号生成器生成不同频率、振幅和相位的路面输入信号。
悬挂系统响应是指悬挂系统对路面输入做出的响应。
可以通过差动方程、拉普拉斯变换等方法来求解悬挂系统的动态响应，并得到悬挂系统的频率响应曲线、阻尼比、刚度等参数。
车辆运动是指车辆在不同路面输入下的运动情况，包括车辆的加速度、速度、位移等参数。
可以通过对车辆运动模型进行数值计算和仿真模拟来模拟和预测车辆的运动情况。
动力性能评估是指对悬挂系统的性能进行评估和比较，可以通过对悬挂系统的频率响应、稳定性、舒适性等指标进行计算和分析，来评估悬挂系统的动力性能。
总的来说，汽车主动悬架系统的建模和动力特性仿真分析是一项复杂而又重要的任务，通过对悬挂系统的建模和仿真，可以帮助设计和优化悬挂系统，提高车辆的悬挂效果和驾驶舒适性。
车辆半主动悬架与路面系统的分析和建模研究
文 章 编 号 ：６ ２３ ９ （０ ７ １—２ ８０ １７ —１ ８ ２ ０ ） ００ ７ —２ 图示中各参数定义如表 １ 示 ， 所
表 １ １ ４车 辆 悬 架 系统 模 型 参 数 定 义 ／ຫໍສະໝຸດ １ 四分 之一 车辆模 型
车 辆 系 统 是 一 个 复 杂 的 多 自 由 度 非 线 性 系 统 ， 便 于 为
是始终 接触的 。 基 于磁 流 变 减 振 器 的半 主动 悬 架 系 统 二 自 由度 １／ ４车 辆 模 型 如 图 １所 示 ， 于 基 于 磁 流 变 减 振 器 的 悬 架 系 统 是 由
一
Ｋ２ 轮 胎 刚度 Ｃ Ｃ
Ｘ６ Ｘ
Ｎ／ ｍ Ｎ／ ｓ ｍ Ｎｓ ｍ ／
维普资讯
现 代 商 贸 工 业 第 １ 第 １ ９卷 Ｏ期
Ｍｏ ｅｎＢ ｓ ｅｓ ｒｄ ｄ ｓｙ ｄｒ ｕｉ ｓ Ｔ ａ ｅＩ ｕｔ ｎ ｎ ｒ ２０ 年 １ ０７ Ｏ月
车辆 半 主动 悬架与路 面
系统 的分 析 和 建 模 研 究
好 的轮 胎 接 地 性 。
２ 悬架 系统动 力学和 阶跃晌应特 性分 析
如果 将 基 于 磁 流 变 减 振 器 的 阻 尼 可 调 的半 主 动 悬 架 系 统 的 阻 尼 系 数 固 定 的 话 ， 么它 就 可 看 作 是 一 被 动 悬 架 系 那 统 了 。本 文 考查 阻 尼 系 数 的 改 变 对 悬 架 系 统 性 能 的 影 响 ， 并 期 望 对它 的 分 析 能 有 助 于指 导 半 主动 悬 架 系 统 控 制 策 略
系 统 控 制 中 必 须 保 证 悬 架 动 行 程 在 一 定 的 范 围 之 内 ， 为 因 悬 架 的 工 作 空 问 是 有 限 的 ； 身 加 速 度 为 Ｘ 车 身 加 速 度 车 一
汽车半主动悬架的仿真研究
汽车半主动悬架的仿真研究【摘要】汽车悬架性能的好坏直接影响汽车行使的平顺性和操纵稳定性，为了克服被动悬架对汽车性能改善的限制，近年来出现了主动悬架系统。
主动悬架能够根据工况变化，实时主动地调整和产生所需的悬架控制力，以抑制车身的振动，使悬架处于最优减振状态，达到同时改善汽车行驶平顺性和操纵稳定性的目的。
【关键词】主动悬架；模糊控制；PID控制；仿真[Abstract] effect of automobile suspension performance directly vehicle ride comfort and handling stability, in order to overcome the passive suspension on improving vehicle performance constraints, in recent years there has been an active suspension system. Active suspension can according to the change of working conditions, real-time active adjustment and suspension produces the desired control force, the vibration suppression of body, the suspension in optimal damping state, to improve vehicle ride comfort and handling stability of.[keyword] active suspension; fuzzy control; PID control; simulation1引言在悬架系统硬件设计不变的情况下，不同的控制规律会导致不同的控制效果；而且半主动悬架与全主动悬架相比仅仅是控制对象能量消耗方式不同，因此半主动悬架的控制律设计完全可以基于主动悬架的控制策略来进行，只需根据消耗能量的情况进行适当的修正。
汽车半悬挂系统建模与分析(现代控制理论大作业)
XX大学现代控制理论——汽车半主动悬架系统的建模与分析姓名：XXX学号：XXXX专业：XXXX一． 课题背景汽车的振动控制是汽车设计的一个重要研究内容，涉及到汽车的平顺性和操纵稳定性。
悬架系统是汽车振动系统的一个重要子系统，其振动传递特性对汽车性能有很大影响。
因此设计性能良好的悬架系统以减少路面激励的振动传递，从而提高汽车的平顺性和操纵稳定性是汽车振动控制研究的重要课题。
悬架系统是汽车车身与轮胎间的弹簧和避震器组成整个支撑系统，用于支撑车身，改善乘坐舒适度。
而半主动悬架是悬架弹性元件的刚度和减振器的阻尼系数之一可以根据需要进行调节控制的悬架。
目前，半主动悬架研究主要集中在调节减振器的阻尼系数方面，即将阻尼可调减振器作为执行机构，通过传感器检测到汽车行驶状况和道路条件的变化以及车身的加速度，由ECU 根据控制策略发出脉冲控制信号实现对减振器阻尼系数的有级可调和无级可调。
二． 系统建模与分析1.1 半主动悬架系统的力学模型以二自由度 1/4半主动悬架模型为例，并对系统作如下假设：(1) 悬挂质量与非悬挂质量均为刚体； (2) 悬架系统具有线性刚度和阻尼； (3) 悬架在工作过程中不与缓冲块碰撞；(4) 轮胎具有线性刚度，且在汽车行驶过程中始终与地面接触。
综上，我们将该系统等效为两个质量块M ，m ；两个弹簧系统Ks ，Kt ；一个可调阻尼器（包含一个常规阻尼器Cs 和一个变化阻尼力F ），如图1所示。
图1 系统力学模型1.2 半主动悬架系统的数学模型由减振器的简化模型得:N S =-+F C V F对m 进行分析：()211201122()t s s d z dz dz m K z z K z z C Fdt dt dt ⎛⎫=------ ⎪⎝⎭即：()()1011212()t s s mz K z z K z z C z z F=------对M 进行分析：2212122()s s d z dz dz M K z z C F dt dt dt ⎛⎫=-+-+ ⎪⎝⎭即：()()21212s s Mz K z z C z z F=-+-+选取状态变量：1102213142x z z x z z x z x z =-=-==，，，输入变量：u F = 输出变量：1122y x y x ==，综上可得，系统状态空间表达式为：11032214331234423411t s s s s s s x z z x x z z x x K K C C x x x x x Fm m m mmK C C x x x x FM M M M=-==-=-=-+-+-=-+-+整理得：0010000110110t s ss s s s K K C C m m m m m K C C M MMM ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=+---⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦x x u10000100⎡⎤=⎢⎥⎣⎦y x 三． 数值化分析选取系统参数为：M=391 kg ，m=50.7 kg ，Ks=60KN/m ，Kt=362 KN/m ，Cs 取1 KN·s/m 。
半主动悬架的自适应滑模控制算法研究
半主动悬架的自适应滑模控制算法研究摘要：本研究聚焦于半主动悬架的自适应滑模控制算法，旨在通过深入的理论分析和实验验证，提升车辆行驶的平顺性和稳定性。
半主动悬架作为一种先进的汽车悬架系统，能够通过传感器感知路面状况和车身姿态，实时调节阻尼参数，从而优化车辆性能。
而自适应滑模控制算法的应用，则能进一步提升半主动悬架的性能表现。
我们提出了一种基于改进的理想天棚系统的自适应滑模变结构控制算法。
该算法的核心在于在实际被控系统和参考模型之间的误差动力学系统中产生渐进稳定的滑模运动。
通过李雅普诺夫稳定性原理，我们证明了所设计的滑模控制算法的稳定性。
以某重型车辆为例进行的MATLAB 仿真结果显示，与传统被动悬架和最优控制相比，自适应滑模控制器能够显著改善车辆的平顺性，并对模型参数的不确定性和外界扰动展现出良好的适应性和鲁棒性。
滑模控制算法也存在抖振问题，这也是未来研究需要重点关注的方向。
为了解决这一问题，我们探讨了各种削弱抖振的方案，并在实验验证中观察到滑模控制的抖振现象相对较小，这表明所设计的滑模控制器能够很好地改善悬架性能，达到预期效果。
我们还研究了轮胎阻尼对悬架系统性能的影响，提出了一种考虑轮胎非线性阻尼的四分之一车模型。
通过在不同路面条件下的仿真分析，我们深入探讨了滑模控制和天棚控制在不同车速和路面频率下的性能表现。
本研究为半主动悬架的自适应滑模控制算法提供了深入的理论和实验支持，为进一步提升汽车行驶性能提供了新的思路和方法。
滑模控制的抖振问题仍需进一步研究和完善，以适应更复杂的道路和驾驶条件。
Abstract：This study focuses on the adaptive sliding mode control algorithm of semi-active suspension, aiming to improve the smoothness and stability of vehicle driving throughin-depth theoretical analysis and experimental verification. As an advanced automotive suspension system, semi-active suspension can perceive road conditions and body posture through sensors, adjust damping parameters in real time, and optimize vehicle performance. The application of adaptive sliding mode control algorithm can further improve the performance of semi-active suspension. We propose an adaptive sliding mode variable structure control algorithm based on an improved ideal ceiling system. The core of this algorithm lies in generating asymptotically stable sliding mode motion in the error dynamics system between the actual controlled system and the reference model. We have demonstrated the stability of thedesigned sliding mode control algorithm through the Lyapunov stability principle. The MATLAB simulation results using a heavy vehicle as an example show that compared with traditional passive suspension and optimal control, the adaptive sliding mode controller can significantly improve the smoothness of the vehicle, and demonstrate good adaptability and robustness to the uncertainty of model parameters and external disturbances. The sliding mode control algorithm also has the problem of chattering, which is also a focus of future research. To address this issue, we have explored various solutions to reduce chattering and observed in experimental verification that the chattering phenomenon of sliding mode control is relatively small. This indicates that the designed sliding mode controller can effectively improve suspension performance and achieve the expected results. We also studied the effect of tire damping on suspension system performance and proposed a quarter car model that considers tire nonlinear damping. Through simulation analysis under different road conditions, we delved into the performance of sliding mode control and canopy controlunder different vehicle speeds and road frequencies. This study provides in-depth theoretical and experimental support for the adaptive sliding mode control algorithm of semi-active suspension, and provides new ideas and methods for further improving the driving performance of automobiles. The chattering problem of sliding mode control still needs further research and improvement to adapt to more complex road and driving conditions.一、概述随着汽车工业的不断发展，对车辆行驶平顺性和稳定性的要求也在日益提高。
文献综述-汽车半主动悬架系统的研究资料
汽车半主动悬架系统减震性能研究的文献综述【摘要】：本文对汽车半主动悬架的作用和分类进行了简要介绍，结合国内外最新研究成果，重点对半主动悬架的控制方法和控制策略进行了综述，并对其研究与发展趋势进行了探讨。
【关键词】：半主动悬架，控制方法，控制策略Review on Vibration Reduction Performance of Semi-active SuspensionPan Kexian 1100103005【ABSTRACT】：the functions and kings of semi-active suspension were simply introduced. On the basis of the latest research achievements, review of control method and control strategies of semi-active suspension were emphasized，and the current development of semi-active suspension was discussed. 【KEYWORDS】：Semi-active suspension；Control method，Control strategy一、前言[1][2]车辆的悬架装置是弹性连接车身和车轮之间全部零件和部件的总称。
悬架装置主要由弹性元件、减振器和导向机构组成。
它是车辆的重要装置之一，其主要功用有三个：1、抑制、缓和由不平路面引起的振动和冲击，以保证车辆的正常行驶；2、传递作用在车轮和车架(或车身) 之间的一切力和力矩；3、保证车轮和车身之间有确定的运动关系，使汽车有良好的驾驶性能。
悬架系统减振效果对车辆行驶的平顺性、操纵的稳定性和通过性等多种使用性能有着很大的影响。
理想的悬架要求在不同的形式条件下，对乘坐舒适性和形式安全性能提供最佳匹配。
车辆半主动悬架最优控制方法研究
车辆半主动悬架最优控制方法研究一、引言车辆悬架系统对车辆行驶性能和乘坐舒适性有着重要影响，悬架系统的控制方法研究是提高车辆安全性能和行驶舒适性的关键之一。
车辆悬架系统的控制方式可分为主动、半主动和被动三种，其中半主动悬架系统因为具有较好的安全性能和经济性，近年来受到了研究者的广泛关注。
本文旨在研究车辆半主动悬架最优控制方法，提高车辆行驶性能和乘坐舒适性。
二、车辆半主动悬架系统车辆悬架系统主要由减震器、弹簧和悬架支撑等组成。
在半主动悬架系统中，增加了一些控制器和执行器，通过调整减震器和弹簧的刚度和阻尼来控制车辆悬架系统的状态。
半主动悬架系统根据控制方式可分为阻尼可调和弹簧可调两种。
阻尼可调悬架最早应用于赛车领域，通过控制阻尼来减小车身振动，提高行驶稳定性。
弹簧可调悬架则利用可变刚度弹簧来调整悬架系统阻尼和刚度，实现悬架系统的控制。
半主动悬架系统的控制方式有当前反馈、预测控制和模型参考控制等，其中预测控制是一种现在较为流行的控制方法。
三、车辆半主动悬架最优控制方法半主动悬架系统最优控制方法的目标是最大限度地提高车辆行驶性能和乘坐舒适性。
提高行驶性能需要控制车辆的悬架系统调整，提高车辆的悬架系统的阻尼和刚度，减小车身的姿态变化，提高悬架系统对路面的适应能力。
提高乘坐舒适性需要减小车辆悬架系统的振动，提高乘坐的平稳性和舒适性。
最优控制方法包括控制器设计和优化问题两个方面。
控制器的设计可以采用反馈线性二次型控制器，并采用Kalman滤波器估计状态变量。
为了确保悬架系统的最优性能，需要根据不同车辆和不同路面情况进行优化设计。
优化问题中，应该考虑到车辆行驶的安全性能和乘坐舒适性。
可以采用多目标优化方法，将行驶安全性能和乘坐舒适性综合考虑，在保证安全性能的前提下，最大程度地提高乘坐舒适性。
四、实验结果与分析将半主动悬架最优控制方法应用于某种车辆上，通过实验验证了该方法的有效性。
在不同路面条件下，实验结果表明，半主动悬架系统最优控制方法能够显著提高车辆行驶性能和乘坐舒适性。
汽车半悬挂系统建模分析与仿真
汽车半悬挂系统建模分析与仿真汽车的半悬挂系统是指车轮与车身之间有一种中等硬度的连接方式，这种连接方式能够在保持车身稳定性的同时，也能够提供一定的舒适性。
半悬挂系统主要是由减震器、弹簧和支撑杆等部件组成的。
本文将对汽车半悬挂系统建模分析与仿真进行详细的介绍。
1. 建模半悬挂系统建模的目的在于对其进行仿真和分析，为此需要对其进行建模。
建模主要包括减震器模型、弹簧模型、支撑杆模型和车身模型等几个方面。
（1）减震器模型减震器是半悬挂系统中的核心部件之一，其主要作用是吸收车辆行驶过程中产生的震动和冲击力。
减震器建模的方式较为简单，只需利用经验公式或者基于实验数据建立数学模型即可。
其中，常用的数学模型有线性减震器模型和非线性减震器模型。
在建立线性减震器模型时，需考虑到减震器的刚度和阻尼等因素。
（2）弹簧模型弹簧是半悬挂系统中另一个重要的部件，它主要作用是支撑车身和缓解路面的不平坦性。
弹簧模型的建立较为复杂，需要考虑到弹簧的受力特性和变形能力等方面。
通常可以采用胡克定律来描述弹簧的特性，即弹簧受力与弹性变形之间呈线性关系。
（3）支撑杆模型支撑杆也是半悬挂系统中的一个关键部件，其作用是使车轮能够更好地跟随路面的变化。
支撑杆模型需要考虑到其受力特性和压缩变形能力等方面。
通常可以将支撑杆模型建立为刚性模型或柔性模型，刚性模型主要考虑杆件的刚度，而柔性模型则考虑其弯曲变形能力。
（4）车身模型车身模型是半悬挂系统仿真的一个重要组成部分，其主要作用是对车辆的运动进行建模和分析。
车身模型需要考虑到车辆的质量、惯性、匀速运动和转向等方面。
通常可以采用多体动力学理论进行建模，通过牛顿定律和欧拉角等量描述车身的运动状态。
2. 仿真与分析半悬挂系统建模完成后，需要进行仿真和分析。
主要包括道路激励、动力学特性、刹车性能和稳定性等方面。
（1）道路激励道路激励是半悬挂系统仿真的主要输入，它对车辆的运动状态和性能有重要影响。
通常可以采用正弦波、方波和随机波等不同形式的激励信号进行仿真测试。
汽车半悬挂系统建模分析与仿真解析
汽车半悬挂系统建模分析与仿真解析汽车半悬挂系统是指车辆悬挂系统中的半悬挂系统，它是车辆悬挂系统中的一个重要组成部分。
汽车的悬挂系统是指支撑和连接车身与车轮之间的结构，它不仅具有支撑和缓冲作用，还对行驶中的车辆稳定性和操控性起到重要影响。
汽车半悬挂系统建模分析与仿真解析是指通过建立数学模型和进行仿真分析，以研究汽车半悬挂系统的性能和行为。
建立汽车半悬挂系统的数学模型是研究和分析该系统的基础。
首先需要确定半悬挂系统的结构和组成部分，包括弹簧、阻尼器、控制臂等。
然后需要根据力学原理建立半悬挂系统的运动方程，包括弹簧的Hooke定律、阻尼器的运动方程等。
同时需要考虑车辆动力学特性和悬挂系统在行驶过程中的相互作用。
在建立数学模型后，可以利用仿真方法对半悬挂系统进行分析和解析。
仿真方法可以模拟车辆在不同道路条件下的运动状态和行驶过程。
通过设置不同的输入条件和参数，可以分析系统的响应和性能。
例如，可以研究不同道路条件下半悬挂系统的振动特性、行驶稳定性和操控性能等。
汽车半悬挂系统建模分析与仿真解析的优势在于可以在计算机上进行虚拟试验，无需实际搭建实验平台，从而节约时间和成本。
同时，可以根据需要进行参数优化和系统设计，以提高系统性能。
此外，通过仿真结果可以预测和评估悬挂系统在不同工况下的性能和可靠性，为实际设计和应用提供指导。
总之，汽车半悬挂系统建模分析与仿真解析是研究和分析车辆悬挂系统的重要方法。
通过建立数学模型和进行仿真分析，可以研究悬挂系统的性能和行为。
这为优化悬挂系统的设计和改进车辆的行驶性能提供了依据。
半主动悬架
３半主动悬架的ＰＩＤ控制
ＰＩＤ控制器由比例单元（Ｐ）、积分单元（Ｉ）和微分单元（Ｄ）组成，又称 为比例－积分－微分控制器，因其算法简单，可靠性高，使用过程中不需要精确 的系统模型，而成为工业生产中应用广泛的控制器， 其数学表达式为式所示： 式中： e(t)是系统误差； Kp为比例系数， Ki为积分系数，
５ 仿真结果与分析
仿真采用的悬架参数
经过粒子群算法的优化整定得到Kp、Ki、Kd的值分别 为６９．４７、０．０２、２６．９１。设定汽车车 速为５０ｋｍ／ｈ，路面采取国家标准的Ｂ级路面
表明结果表明粒子群优化的ＰＩＤ控制的半主动悬架的汽车的乘坐舒适性和操 纵稳定性得到了很大的提高，验证了本文所设计的粒子群优化ＰＩＤ控制方法 的有效性和可行性
为微分系数，
分别是对系统误差信号及其积分与微分量的加权，控制器通过这样的加权就可以 计算出控制信号，驱动受控对象。如果控制器设计合理，那么控制信号将能使误 差超减小的方向变化，达到控制的要求。
根据PID控制原理，以车 身垂直加速度作为控制对象， 以尽量减小车身垂直加速度为 目的，采用车身加速度与参考 加速度(设为０)之间的偏差作 为控制器输入，半主动悬架系 统的可调阻尼力作为系统输出。
ｖ表示粒子的速度， ω是惯性因子， ｃ１、ｃ２为加速常数， ｒ１、ｒ２为［０，１］内的随机数， Ｐｉ是粒子目前搜索到的最优位置， Ｑｉ是整个粒子群目前搜索到的最优位置，ｘｉ表示粒子的位置。
１）产生粒子群。粒子群的搜索空间为 三维，每个粒子的位置为 ，根据ＰＩＤ控制器参数整定的经验， 将３个参数的取值范围设定为［１，１ ００］。
2.二自由度１／４半主动悬架系统模型的建立
二自由度1/4半主动悬架模型能够反映出汽车在垂直方向上的振动，并且 能够表现悬架的动态性能指标（车身垂直加速度、悬架动挠度及轮胎动 载荷）。 其中ms为簧载质量, ｍｕ为非簧载质量， ks为悬架弹簧刚度， kt为轮胎刚度， f为阻尼器的可调阻尼力, C0为被动阻尼系数， x1为簧载质量位移, x2为非簧载质量位移, ｘ３为路面输入。
基于路面识别的车辆半主动悬架控制研究共3篇
基于路面识别的车辆半主动悬架控制研究共3篇基于路面识别的车辆半主动悬架控制研究1基于路面识别的车辆半主动悬架控制研究随着人们对车辆行驶的安全性、舒适性以及环保性要求的提高，对车辆悬架系统的研究取得了很大的进展。
悬架系统是汽车的重要部分之一，它直接影响到车辆的行驶稳定性和舒适性。
车辆悬架控制系统采用静态和动态的控制手段，使车辆在不同路面下具有更好的适应性。
本文将围绕基于路面识别的车辆半主动悬架控制进行深入的研究。
目前，半主动车辆悬架系统已经成为一种热门的研究领域。
该系统可以根据路面状况的变化，主动地改变悬架的刚度和阻尼，以达到提高车辆运行性能和舒适性的目的。
在这个系统中，路面识别技术就显得尤为重要。
路面识别可以实时监测路面状况，如凹凸不平、湿滑等，对此进行识别和分析，进而控制悬架系统的工作状态和参数，使车辆在恰当的时间、恰当的位置变得更加稳定和舒适。
市场上已有不少基于路面识别的车辆悬架系统，但它们具有较大的局限性。
这些系统中的路面识别算法往往是基于车辆反弹运动的频率、振幅、位移等传统单一参数测量的。
由于车辆行驶中路面状况不稳定、复杂，因此这些单参数算法很难精确地识别出路面状况，控制效果有限。
针对这一问题，提出了基于多参数综合的路面识别算法。
该算法使用多个传感器来测量车辆状态和路面响应参数，包括悬架行程、悬架位移、油缸压力和车轮加速度等，实现了对路面状态的多角度观测和分析，并能够快速准确地识别路面状况。
在半主动悬架控制系统中，路面识别算法是一个关键环节，另一个重要环节是控制模型。
车辆运动模型是将车辆的运动状态转化为数学模型，以便于控制算法的设计和实现。
通过对车辆运动模型进行建立与优化，可以提高路面状况的识别能力和控制准确度。
目前，两梁半活动悬架、多连杆半主动悬架等控制模型均已得到应用，但基于多参数综合的路面识别算法对这些模型的优化仍需深入研究。
除此之外，还可以从控制方法上入手，开发相应的控制策略，提高半主动车辆悬架控制效果。
汽车半主动悬架系统的建模分析
建立状态空间模型
选取状态变量：x1 控制变量： 输出向量：
z1 z0 x2 z2 z1 x3 z1 x4 z2 y2 x2
u= F
y1 x1
x1 z1 z0 x2 z2 z1 Kt Ks Cs Cs 1 x3 x1 x2 x3 x4 F m m m m m Ks Cs Cs 1 x4 x2 x3 x4 F M M M M
即： mz1
Kt ( z0 z1 ) Ks z1 z2 Cs z1 z2 F
对M进行分析：
d 2 z2 dz1 dz2 M 2 K s ( z1 z2 ) Cs F dt dt dt
即：
mz2 Ks z1 z2 Cs z1 z2 F
状态空间表达式
0 0 Kt x m 0 0 0 Ks m Ks M 1 1 Cs m Cs M 0 0 0 1 Cs x 1 u m m Cs 1 M M
悬架系统的作用
(1)传递作用于车轮、车架或车身之间的一切 力和力矩； (2) 减振和缓冲作用，缓和路面不平传给车架 或车身的冲击，使汽车行驶平顺乘坐舒适； (3) 车轮跳动时使车轮定位参数变化小，保证 良好的汽车操纵稳定性； (4) 保证车轮与地面良好的附着性，减小车轮 动载变化，以保证良好的安全性。
半主动悬架系统 力学模型
M
z2
F
Cs
Ks
两 个 质 量 块
m
z1
一 个 可 调 阻 尼 器 常 个 弹 簧 系 统
Kt
z0
建立数学模型
对m进行分析：
汽车半主动悬架系统的研究现状及趋势
自校正控制 ２ 种类型。模型参考自适应控制是在 外界激励条件和车辆自身参数状态发生变化时， 被控车辆的振动输出仍能跟踪所选定的理想参考 模型， 这种方法在实际中很难实现。自校正控制是 一种将受控对象参数在线识别与控制器参数整定 相结合的控制方法， 汽车的振动输出仍能跟踪所 选定的理想参考模型。采用自适应控制的汽车悬 架减振器在德国大众汽车公司的汽车底盘上得到 了应用。合肥工业大学陈无畏教授等人将自适应 控制技术应用于汽车半主动控制悬架， 在实车应 用过程中， 减振性能明显优于被动悬架。
－ ２４ －
《 北 京 汽 车 》２００７．Ｎｏ．３
·汽 车 半 主 动 悬 架 系 统 的 研 究 现 状 及 趋 势·
在 半 主 动 悬 架 系 统 ３０ 年 的 研 究 过 程 中 ， 已
价的变流体和可以用于实时控制的高性能的微
经发表的控制研究方法几乎涉及现代控制理论
处理器等等， 都是今后努力发展的重点。
京
半主动悬架是 １９７４ 年由美国加州大学戴维
斯 分 校 机 械 工 程 系 （ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，
汽
Ｄａｖｉｓ，Ｃａｌｉｆ） Ｄ．Ｅ．Ｋａｒｎｏｐｐ 教授等提出的。尤其是
阻尼可调的半主动悬架， 由于结构简单， 耗能很
车
小， 可根据汽车行驶状态和道路激励大小主动作
车身状态传感 器（ 车 高 、车 速 、 加 速 度 、转 向 盘 转 角 、节 气 门 位 置等传感器）
系统理想模型为基础， 忽略了高阶动态环节， 如
而连续变化， 其结构简单， 制造成本低， 且无液压
车 架 、轮 胎 的 高 阶 模 态 等 ， 只 能 在 特 定 的 状 态 下
阀的振动、冲击与噪声， 无须复杂的驱动机构， 作
半主动悬挂系统在汽车悬架中的应用研究
半主动悬挂系统在汽车悬架中的应用研究一、引言汽车悬挂系统是车辆重要的组成部分，主要功能是支撑车身、缓解车身对路面不平的反应，并且能够提供稳定的悬挂性能，提高车辆的操控性、舒适性和安全性。
随着科技的不断进步，半主动悬挂系统作为一种新型悬挂系统，已经逐渐被广泛应用于汽车领域。
本文将探讨半主动悬挂系统的原理、特点以及在汽车悬挂中的应用研究。
二、半主动悬挂系统的原理半主动悬挂系统是一种能够根据路况和驾驶条件自动调节车辆悬挂刚度和阻尼特性的系统。
其原理主要包括控制系统、执行机构和传感器三个部分。
控制系统根据传感器获取的车身加速度、转角和路面反馈信息，通过计算和判断来控制悬挂系统的工作模式，进而改变悬挂系统的刚度和阻尼。
执行机构则根据控制系统的指令，通过调节液压或电磁阀门来改变悬挂系统的工作状态。
传感器则用于采集与悬挂系统相关的参数。
三、半主动悬挂系统的特点相比传统悬挂系统，半主动悬挂系统具有以下几个特点：1. 环境适应性：半主动悬挂系统能够根据不同路况和驾驶条件实时调整悬挂系统的刚度和阻尼，以适应不同的行驶环境，提供更好的悬挂性能。
2. 舒适性和稳定性兼顾：半主动悬挂系统能够在保证车辆稳定性的前提下提供更好的乘坐舒适性，减少车辆在行驶过程中的颠簸和晃动。
3. 多工作模式：半主动悬挂系统可以根据驾驶者的需求切换不同的工作模式，如：运动模式、舒适模式和经济模式等，以实现不同的悬挂特性。
四、半主动悬挂系统在汽车悬挂中的应用研究半主动悬挂系统通过改变悬挂系统的刚度和阻尼，对汽车悬挂系统进行了优化和改进。
研究表明，半主动悬挂系统能够显著提高汽车的悬挂性能、操控性和舒适性。
以下是几个半主动悬挂系统在汽车悬挂中的应用研究案例：1. 路面适应性研究：利用半主动悬挂系统的特性，对不同路况下的悬挂系统工作状态进行研究。
通过悬挂系统刚度和阻尼的调节，使得汽车在不同路况下保持稳定，并提供更好的悬挂性能。
2. 驾驶特性分析：研究车辆在不同悬挂模式下的驾驶特性和性能表现。
汽车半悬挂系统建模与分析
汽车半悬挂系统建模与分析摘要：本文以汽车半悬挂系统为研究对象，通过建立数学模型，采用现代控制理论对其进行分析和控制。
首先，介绍了汽车半悬挂系统的结构和工作原理，然后以质点模型为基础，建立了其数学模型，包括质点的运动方程和力的平衡方程。
接着，利用现代控制理论中的系统分析方法，通过线性化和传递函数法等技术手段，分析了半悬挂系统的稳定性、响应特性和控制可行性等问题。
最后，通过仿真实验验证了所建立模型和分析结果的正确性，提出了相应的优化控制方法。
1.引言汽车悬挂系统是汽车的重要组成部分，对提高汽车的稳定性、操控性和乘坐舒适性具有重要作用。
目前，研究者们对汽车悬挂系统进行了广泛的研究，并提出了各种不同的控制方法和策略。
其中，半悬挂系统是一种结构简单、性能可靠的悬挂系统，受到了广泛的关注。
2.汽车半悬挂系统的结构和工作原理汽车半悬挂系统由弹簧和阻尼器等组成，其中弹簧起到支撑载荷和减震效果的作用，阻尼器则用于减小弹簧的回弹震动。
在汽车行驶过程中，半悬挂系统通过弹簧和阻尼器对车辆进行支撑和减震，从而提高了汽车的稳定性和操控性。
3.半悬挂系统的数学模型半悬挂系统的数学模型主要包括质点的运动方程和力的平衡方程。
通过建立数学模型，可以对半悬挂系统进行系统分析和控制设计。
4.系统分析与控制设计采用现代控制理论中的系统分析方法，对半悬挂系统进行稳定性、响应特性和控制可行性等问题进行分析和评估。
通过线性化和传递函数法等技术手段，得到了半悬挂系统的传递函数，并通过频率响应和脉冲响应等方法分析了其稳定性和性能指标。
5.仿真实验和结果分析通过建立的半悬挂系统的数学模型，利用Simulink等仿真工具进行仿真实验，并对实验结果进行分析和评估。
通过与实际系统的对比，验证了所建立模型和分析结果的正确性。
6.优化控制方法提出基于所得到的结果和分析，提出了半悬挂系统的优化控制方法。
通过对控制器的设计和参数的调整，可以进一步改善半悬挂系统的性能指标，提高汽车的稳定性和乘坐舒适性。
车辆半主动悬架控制研究论文
摘要悬架系统是汽车实现操纵稳定性和乘坐舒适性的重要机械结构。
车辆悬架系统性能的优劣直接影响车辆的乘坐舒适性和操纵安全性。
传统的被动悬架系统设计参数一旦优化确定后就无法动态改变，难以使汽车具有良好的平顺性。
由弹性元件和阻尼可调减振器组成的半主动悬架有耗能少，易实现等优点，可以改善汽车行驶的平顺性和操作稳定性。
半主动悬架既克服了被动悬架系统的缺陷，又使实现成本降低，成为汽车技术中的研究热点之一。
本文以汽车半主动悬架系统为研究对象，在对悬架的性能进行分析的基础上，建立了的二自由度1/4的汽车半主动悬架的数学模型。
同时，考虑到路面扰动输入对悬架控制的重要影响，建立积分白噪声形式的路面不平度数学模型。
在此基础上，提出了适用于半主动悬架系统的模糊逻辑控制，以控制输出信号动态改变可调阻尼器的阻尼系数从而达到自适应减振控制的目的。
最后采用我国常见的C级路面作为激励信号，根据前面所建立的数学模型，利用Matlab/Simulink建立了动态模型，并进行计算机仿真，与被动悬架就簧载质量加速度、轮胎动载荷、悬架动挠度这些性能指标进行了对比分析。
通过仿真表明，模糊控制较大的改善了半主动悬架系统的性能，比传统的被动悬架具有更好的减振性能，能够明显地改善舒适性。
关键词：半主动悬架，模糊控制，仿真分析，MATLABIAbstractSuspension is the important part of vehicle,it can improve ride comfort and handling steadiness.The dynamic Performance of susPension system directly influences ride comfort and handling of driving vehicles. It is very difficult for the traditional passive suspension whose parameters have been fixed by optimization to adjust them to improve on the ride comfort. Semi-active suspension,composed of controllable spring and damper element,consumes little energy and is easy to design and manufacture.And then semi-active suspension can also improve ride comfort and handling steadiness.Not only the semi- active suspension can perform the function of active suspension system,but the requirements of the power is very few，So it has been a hot topic in the research field of cars.The article studies the automobile semi-active suspension.Based on analyzing the performances,the text uses the two freedoms 1/4 suspension model. .Considering the influence of the input disturbance,a mathematical description of road surface irregularity is established，which is the model of integral white noise. On the basis of the above study, A fuzzy logic control method for semi-active suspension is putforward to control the output signal and adjust the damper coeffieient in order to adaptively absorb the shock and improve the ride comfort.Then the software Matlab/Simulinkis used to simulate the semi-active suspension controlled by the above-mentioned fuzzy control method on B level typical road. The performances of bodywork acceleration , the tire load and suspension displacemen are analyzing between the semi-active suspension and the passive suspension.Acording to the simulation results，compared with the passive suspension control，semi-active suspention fuzzy control which obviously improve ride comfort and handling steadiness could reduce the bodywork acceleration , the tire load and suspension displacement in a large degree.Key words: Semi-active suspention, Fuzzy control, Simulation analysis, MATLABII目录摘要 (I)ABSTRACT ................................................................................................................. I I 目录 ......................................................................................................................... I II 第一章引言 .................................................................................................... - 1 -1.1车辆悬架系统发展概述 (1)1.2半主动悬架的控制方法 (3)1.3课题的研究意义 (5)1.4论文的主要研究工作 (5)1.5本章小结 (6)第二章车辆半主动悬架系统的分析与建模 .................................................... - 7 -2.11/4车二自由度悬架模型 . (7)2.1.1被动悬架模型 ........................................................................................ - 7 -2.1.2半主动悬架模型 ...................................................................................... - 8 -2.2路面输入模型. (9)2.2.1路面不平度的功率谱 .............................................................................. - 9 -2.2.2空间频率谱函数与时间频率谱函数的转化 ........................................ - 11 -2.2.3积分白噪声随机路面轮廓 .................................................................... - 12 -2.3本章小结. (13)第三章半主动悬架系统的模糊控制 .............................................................. - 14 -3.1模糊逻辑系统概述 (14)3.2理想天棚阻尼控制策略 (14)3.3模糊控制器的设计 (16)3.3.1半主动悬架模糊控制器的基本结构及设计流程 ................................ - 16 -3.3.2定义系统的输入、输出变量及模糊化 ................................................ - 17 -3.3.3隶属函数的确定 .................................................................................... - 17 -III3.3.4模糊控制规则的选取 ............................................................................ - 19 -3.3.5模糊逻辑推理 ........................................................................................ - 22 -3.3.6清晰化 .................................................................................................... - 22 -3.4本章小结. (23)第四章半主动悬架系统的仿真分析 .............................................................. - 24 -4.1MATLAB/S IMULINK仿真平台的介绍 (24)4.2系统仿真参数的取值 (25)4.3仿真结构图 (25)4.3.1积分白噪声激励路面输入Simulink模型............................................ - 25 -4.3.2被动悬架Simulink模型........................................................................ - 26 -4.3.3半主动悬架Simulink模型.................................................................... - 27 -4.3.4天棚阻尼控制二自由度车辆悬架Simulink模型................................ - 27 -4.3.5模糊控制下的半主动悬架Simulink模型............................................ - 28 -4.4悬架系统仿真分析 (29)4.4.1悬架系统的车身加速度仿真分析 ........................................................ - 29 -4.4.2悬架系统的动行程仿真分析 ................................................................ - 29 -4.4.3悬架系统的动载荷仿真分析 ................................................................ - 30 -4.5本章小结. (34)第五章总结与展望 .......................................................................................... - 35 -5.1总结 .. (35)5.2后续工作的展望 (35)参考文献 ................................................................................................................ - 37 -致谢 .................................................................................................................... - 40 -IV第一章引言1.1车辆悬架系统发展概述悬架是现代汽车上的重要总成之一，它是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的一切传力装置的总称。
浅析汽车半主动悬架及应用讲解
题目：浅析汽车半主动悬架及应用姓名：专业：汽车定损与评估班级：指导教师：审阅教师：成绩：年月日浅析汽车半主动悬架及应用[摘要] 汽车悬架，是保证驾乘人有一个舒适的驾驶环境和操控性，一直受到人们的重点关注，它经过多年的发展，其结构形式也在不断完善和更新，尽管如此，传统的悬架系统仍然受到很大的限制，不能满足汽车各种工况下驾乘人的要求。
为了克服传统的被动悬架对汽车性能改善的限制,近年来,汽车工业中相继出现了性能更加优越的主动悬架和半主动悬架，本文讲述的就是汽车半主动悬架系统基本特点及应用。
[关键词] 悬架半主动悬架减振器阻尼性目录引言 (1)1 .半主动悬架优缺点 (2)1.1 传统悬架与半主动悬架对比 (2)1.2 主动悬架与半主动悬架对比 (3)2 .半主动悬架新技术 (2)2.1 机械控制式可调阻尼减震器 (2)2.2 电子控制式可调阻尼减振器 (3)2.3 电流变和磁流变液体减振器技术 (5)结束语 (7)致谢 (8)参考文献 (9)引言汽车振动是影响汽车性能的重要因素，这种振动会严重的影响汽车的平顺性和操纵稳定性以及车辆零部件的疲劳寿命,目前国内应用比较广泛的是传统的被动悬架，被动减振器。
传统的被动悬架减振器的阻尼系数和弹簧刚度是固定的，不能起到良好的减振作用。
随着现代电子技术的发展，出现了主动和半主动悬架。
虽然主动悬架理论上能够很好的调节阻尼系数和弹簧刚度，但是结构复杂，能耗大，成本高。
而半主动悬架解决了传统悬架的舒适性与稳定性之间的矛盾，其在控制品质上接近主动悬架，但结构简单，价格相对便宜，除驱动电机和电磁阀需要消耗能量外，不需要提供额外的附加电源，它的最大优点是工作时几乎不消耗动力，因此越来越受到人们的重视。
现代中高级轿车更青睐于半主动悬架这项新技术，可调阻尼减振器是半主动悬架的核心部件，它的好坏将直接影响汽车的平顺性。
本课题就是对半主动悬架的一些浅显认识和它在相关汽车上的应用。
1 .半主动悬架优缺点过去到现在，汽车在高速行驶时汽车的行驶稳定性和平顺性一直与悬架的发展紧密相连，悬架的结构形式也在不断变化发展，传统的被动式悬架越来越不能满足汽车高速行驶的要求，即使采用优化设计也只能保证悬架在特定激励发生变化后，悬架的性能亦随之发生变化，为了克服传统的被动悬架对汽车性能改善的限制，近年来出现了性能更加优越的主动、半主动悬架。
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车辆半主动悬架与路面系统的分析和建模研究
摘要：在车辆高速化的进程中，人们对车辆的乘坐舒适性、安全性等方面提出了更高的要求，传统的被动悬架由于其自身特点的局限性己逐渐不能满足人们的这一需求。
本文建立了四分之一车辆被动、半主动悬架系统模型，并简要介绍了路面模型，并对被动阻尼悬架系统进行动力学特性分析，为悬架系统控制策略设计与仿真分析提供理论基础。
关键词：悬架；路面系统；建模
1四分之一车辆模型
车辆系统是一个复杂的多自由度非线性系统，为便于分析悬架系统动力学特性，需要对其进行简化，否则解释系统性能的变化就非常困难。
目前常用的动力学模型有单自由度模型、两自由度模型、半车模型和整车模型。
因本文主要研
究半主动悬架系统特性，故采用目前比较常用的四分之一车辆模型。
它是一个二自由度系统，是能够仿真乘坐舒适性、车身位移、车轮动载和悬架位移的最小模型，在该模型中，因轮胎的阻尼较小而予以忽略，并假设轮胎和路面是始终接触的。
基于磁流变减振器的半主动悬架系统二自由度1/4车辆模型如图1所示，由于基于磁流变减振器的悬架系统是一种阻尼可连续调节的半主动悬架系统，是通过调节减振器的阻尼来实现控制的半主动悬架系统，所以这里将磁流变减振器模型表示成由基值阻尼C和可调阻尼Ccu两部分组成。
由牛顿第二定律得系统运动学微分方程为：
对于车辆悬架系统，设计准则是：在有限的悬架工作空间内，为驾驶员和乘客提供良好的乘坐舒适性、可接受的车身姿态以及对车轮动载荷的合理控制。
其中各个变量定义及该准则的细化描述为：悬架系统动行程定义为车轮中心相对车架（或车身）的垂直位移，表达式为Xb-Xw。
在悬架系统控制中必须保证悬架动行程在一定的范围之内，因为悬架的工作空间是有限的；车身加速度为Xb-车身加速度水平降至最低
是被广为接受的车辆乘坐舒适性的评价指标；轮胎动位移是指车轮中心相对路面的偏离位移，表达式为Xw-Xr，轮胎动位移与轮胎刚度的乘积K2（Xw-Xr）即为轮胎动载荷一是车辆操纵稳定性的评价指标，必须将其控制在合理的范围之内，以保证车辆在操纵转向时具有良好的轮胎接地性。
2悬架系统动力学和阶跃响应特性分析
如果将基于磁流变减振器的阻尼可调的半主动悬架系统的阻尼系数固定的话，那么它就可看作是一被动悬架系统了。
本文考查阻尼系数的改变对悬架系统性能的影响，并期望对它的分析能有助于指导半主动悬架系统控制策略的设计及控制器参数的优化。
被动悬架系统模型如图2所示：
其中C；为悬架系统的被动阻尼，其余各参数的意义可参见表1。
在使用传递函数描述悬架系统并对其进行阶跃响应分析时，由于 Mablab 在数值计算求解过程中因截断误差而造成仿真结果出错，故下面采用状态空间方程来描述悬架系统的运动学特性并对其进行求解。
取状态变量X=［Xb-XwXw-XrX·bX·w］ T，则运动学微分方程可转换成状态空间方程形式如下：
计算可得，车身加速度幅值与轮胎动位移幅值随着悬架阻尼的变化有着相反的变化趋势，说明车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性是一对较难协调的矛盾。
若从减小冲击以提高车辆乘坐舒适性出发，则应设置小悬架阻尼，此时车身加速度收敛速度将相应变慢；而从提高车辆操纵转向时的轮胎接地性出发，则需设置大悬架阻尼。
3道路模型
车辆在行驶时，路而的小平将激发车辆的振动，虽然引起车辆振动的振源还有发动机、传动系等，但路面不平是车辆振动的基本输入。
按路面不平度类型不同可将路面激励分
为随机激励和离散事件激励，前者来自于路面连续的随机的不平整，而后者则来自于路面的凹坑和凸起等。
对于离散事件激励路面类型，通常采用阶跃函数、矩形脉冲函数和半正弦波等来描述实际路面中的凹坑和凸起；而对于随机激励路面类型，则主要采用路面功率谱密度来描述其不平度统计特性，路面功率谱密度Gq(n)的拟合表达式，如下：
Gq(n0)为路面不平度系数， A-E 七个等级路面分别对应有不同的路面不平度系数Gq(n0)的几何平均值；W为频率指数，分级路面谱的频率指数取为2。
实际上，上式与实际情况仍有不符之处，在时间频率了趋向于零时，路面功率谱将趋向无穷大，而实际路面并非如此。
本文在对半主动悬架控制系统进行仿真时，将选用更能反应实际路面情况的道路谱模型，总之，对路面模型的描述和建模，是为了在仿真时利用其对悬架系统性能进行检验，使悬架系统能适应各种路况，并找出悬架系统设计中存在的问题，为悬架系统及其控制策略设计提供帮助。
关于A-E级
路面理论与仿真结果如表2所示：
4小结
分析了四分之一车辆被动、半主动悬架系统模型，指出基于磁流变减振器的半主动悬架系统其本质是通过调节阻尼进行控制的系统，并将基于阻尼控制的参数时变半主动急架系统模型作为本文的研究对象。
为悬架系统控制策略设计与仿真分析提供理论基础，本章对悬架系统的动力学特性进行了分析，从频域和时域两个角度研究了悬架阻尼系数变化对悬架系统性能的影响。
由频域分析结果可知，在不同频段范围内，阻尼变化对悬架系统动力学特性的影响存在显著差异。
并且在某些频段内，车辆平顺性与轮胎接地性随阻尼的变化有着相反的变化趋势，成为一对较难调和的矛盾，因而在这些频段内因视具体要求设置阻尼。
从阶跃响应的分析结果可知，车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性是一对较难协调的矛盾。
若从减小冲击以提高车
辆乘坐舒适性出发，则应设置小悬架阻尼，此时车身加速度收敛速度将相应变慢；而从提高车辆操纵转向时的轮胎接地性出发，则需设置大悬架阻尼。
参考文献
［1］ 孙涛，陈大跃.电流变智能半主动悬架模糊PID 控制［J］.汽车工程，2004年（第26卷）第5期.
［2］ 刘豹.现代控制理论［M］.北京：机械工业出版社，2000.
［3］ 孙建民、孙凤英.汽车悬架系统的发展及控制技术研究现状［J］.黑龙江工程学院学报，第13卷第1期，2006，（3）.
［4］ 兰波等.主动悬架LQG控制器设计［J］.系统仿真学报，Vol.15No.lJan.2005.。