第七章悬架-第五节主动悬架和半主动悬架

传统的悬架系统的刚度和阻尼是按经验或优化设计的方法确定的，根据这些参数设计的悬架结构，在汽车行驶过程中，其性能是不变的，也是无法进行调节的，使汽车行驶平顺性和乘坐舒适性受到一定影响。

故称传统的悬架系统为被动悬架系统。

如果悬架系统的刚度和阻尼特性能根据汽车的行驶调节（车辆的运动状态和路面状况等）进行动态自适应调节，使悬架系统始终处于最佳减振状态，则称为主动悬架。

主动悬架系统按其是否包含动力源可以分为全主动悬架（有源主动悬架）和半主动悬架（无源主动悬架）系统两大类。

全主动悬架全主动悬架是根据汽车的运动状态和路面状态，适时地调节悬架的刚度和阻尼，使其处于最佳减振状态。

它是在被动悬架（弹性元件、减振器、导向装置）中附加一个可控作用力的装置。

通常由执行机构、测量系统、反馈控制系统和能源系统4部分组成。

执行机构的作用是执行控制系统的指令，一般为发生器或转矩发生器（液压缸、气缸、伺服电动机、电磁铁等）。

测量系统的作用是测量系统各种状态，为控制系统提供依据，包括各种传感器。

控制系统的作用是处理数据和发出各种控制指令，其核心部件是电子计算机。

能源系统的作用是为以上各部分提供能量。

半主动悬架目前，主流的半主动悬架不考虑改变悬架的刚度，而只考虑改变悬架的阻尼，因此它无动力源且只由可控的阻尼元件组成。

由于半主动悬架结构简单，工作时几乎不消耗车辆动力，而且还能获得与全主动悬架相近的性能，故有较好的应用前景。

半主动悬架按阻尼级又可以分成有级式和无级式两种。

（1）有级式半主动悬架它是将悬架系统中的阻尼分为两级、三级或更多级，可由驾驶员选择或根据传感器信号自动进行选择悬架所需要的阻尼级。

也就是说，可以根据路面条件（好路或坏路）和汽车的行驶状态（转弯或制动）等来调节悬架的阻尼级，使悬架适应外界环境的变化，从而可以较大幅度地提高汽车的行驶平顺性和操纵稳定性。

半主动悬架中的三级阻尼可调减振器的旁路控制阀是由调节电动机来带动阀芯转动，使控制阀孔具有关闭，小开和大开3个位置，产生3个阻尼值。

减震器
减振器
前桥
弹簧
车桥
弹性元件
纵向导向杆
三：振动频率：
据力学分析可知，如将汽车看成一个在弹性悬架上作单自由度 振动的质量，则其自振动率：
C=M×g / f
f：悬架垂直变形挠度 M：悬架簧载质量 簧载质量 悬架的性能指标体现在：自振频率（n）：取决于 悬架刚度
要求在设计悬架时，其自振频率应与人体步行时身体上、下 运动的频率相接近，在1～1.6HZ 的理想范围内。
3、当车桥与车架之间的相对速度过大时，减振器应能自动加大液流通道截面积，
使阻尼力保持在一定限度内。
车架
减震器
三、 减振器的分类：
按其作用方式不同分为：
车桥
弹性元件
1：双向作用减振器：在压缩、伸张两行程中均起减振作用。 2：单向作用减振器：仅在伸张行程中起减振作用。
1、双向作用筒式减振器
结构：
活塞杆 储油钢桶
伸张行程：当汽车掉入凹坑时，车轮下跳，
减振器受拉伸活塞上移。
上腔容积减少，油压 升高，油液推开伸张 阀，流入下腔。
车架 减震器
车桥
弹性元件
由于活塞杆占去一 定空间，所以自上 腔流入的油液不足 以充满下腔容积的 增加。储油缸中油 液推开补偿阀流入 下腔补充。
由于各阀门的节流作 用，便造成对悬架伸 张运动的阻力，使振 动能量衰减。
防尘罩 导向座
伸张阀
流通阀
活塞
压缩阀
补偿阀
工作原理
压缩行程：当汽车滚上凸起或滚出凹坑时，车轮靠近车架。
下腔容积减少， 油压升高，油液 推开压缩阀，流 入储油缸。
车架 减震器
车桥
弹性元件
容积减少，油压升 高，油液打开流通 阀，经过流通阀流 入上腔。

02
03
04
提高乘坐舒适性
主动悬架能够有效地过滤路面不 平带来的振动，使乘坐更加舒适 。
主动悬架的缺点
01
成本较高
主动悬架需要使用更多的传感 器、执行机构和控制单元，导 致成本较高。
02
能耗较大
主动悬架需要持续供电以维持 工作状态，相对于被动悬架能 耗较大。
03
复杂度较高
主动悬架的结构和控制算法相 对复杂，维护和调试难度较大 。
它与传统的被动悬挂系统相比，具有更高的调节范围和适应性，能够更好地应对 复杂路况和行驶环境。
主动悬架的分类
根据调节方式的不同，主动悬架可以分为被动与半主动式、 主动式和混合式三种类型。
被动与半主动式主动悬架主要通过改变悬挂系统中的阻尼系 数来实现调节，而主动式和混合式主动悬架则具备独立的作 动器和控制单元，能够实现更加精准和灵活的调节。
主动悬架的控制算法
算法类型
用于处理传感器数据、计算控制指令 的算法，例如PID控制、模糊控制等 。
算法优化
针对不同路况和驾驶需求，对控制算 法进行优化，以提高主动悬架系统的 适应性和性能。
主动悬架的执行机构
执行机构类型
用于执行控制指令的机构，例如电磁阀、伺服电机等。
执行机构可靠性
高可靠性的执行机构能够确保主动悬架系统在各种工况下的稳定运行。
通过调整制动系统的响应特性，主动悬架可以优化车辆的制动性能和稳定性。
在紧急制动情况下，集成主动悬架的制动系统能够提供更加迅速和准确的制动效果 。
03
主动悬架的工作原理
主动悬架的传感器
传感器类型
用于监测车辆姿态、路面状况和 行驶状态的各种传感器，例如加 速度计、陀螺仪、激光雷达等。

Continental空气悬架
Conti电控空气悬架系统
针对纯电动汽车提供的电子空气悬架系统，主要是采用了带有高性能压缩机和电 磁阀体的封闭式供气系统。和开放供气系统相比，封闭系统使用高压储气罐，系统 内部的空气只需在空气弹簧和高压空气储气罐之间往返流动。这样，系统的充气和 放气时间就会大大缩短，有效提升了汽车能效水平。而且系统也不需要经常从周围 环境中往系统中储放空气。自备闭合式供气系统的压缩机包含电动机、干燥机和开 关阀门。与其他应用于开放式供气系统的压缩机相比，这个闭合压缩机在重量上具 有显著优势。
简介
(半)主动悬架
主 要 内 容
Continental空气悬架 ZF减震技术 磁流变减震技术 奔驰Airmatic
简介
传感器
电子控制 ECU
控制执行机 构
可实现
车高调节
阻尼力控制
பைடு நூலகம்
弹簧刚度控制
简介
空气悬架—空气弹簧作为弹性元件的悬架 结构：主要由ECU、空气泵/空压机、储压罐、气动前后 减震器和空气分配器等部件构成，可调节车身水平高度 和悬架软硬程度。 原理：利用前后轮附近的离地距离传感器，控制电脑可 判断出车身高度变化，再控制空气泵和排气阀门，使空 气弹簧自动伸长或压缩，从而改变底盘离地间隙，进而 影响车身稳定型和通过性。空气悬挂工作压力在 600~1000kPa，压力由空压机或储压罐（1300~1600kPa） 提供
ZF减震技术
Nivomat车高自平衡减震系统
功能： 1 可根据行驶工况自动调整车身高度，动力来源是车轮和车身的 相对运动 2 Nivomat内的高压气腔形成空气弹簧，与螺旋弹簧、缓冲块共 同构成悬架系统的弹性元件，刚度可变
3 提供与负载相关的附加阻尼力

（1）电磁式悬架执行器
（2）步进电机式执行器
2、可调式减振器：
可调式减振器装在空气弹簧下面，与 空气弹簧一起构成悬架支柱，上端与 车架连接，下端装在悬架摆臂上，阻 尼系数和刚度可调。可得到减振器减 振阻尼力软、中、硬3级变化。
3、空气弹簧：
空气弹簧安装于可调减振器上端，与可 调式减振器一起构成悬架支柱，上端与 车架相连接，下端装在悬架摆臂上。主 副气室之间由连通阀相连，连通阀由悬 架控制执行器通过连通阀控制杆来控制 ，以连通或关闭主、副气室之间的空气 通道，使空气弹簧的有效工作容积改变 ，从而使空气弹簧的刚度发生变化。
悬架ECU根据从加速度传感器接收 到的信号计算出4个车轮的弹簧支承 质量的垂直加速度。此外，悬架 ECU还通过高度传感器计算出弹簧 支承质量和非弹簧支承质量之间的 相对速度。根据这些数据，悬架 ECU把4个车轮的减振阻尼控制在最 佳值，以获得稳定的汽车行驶状态
三、悬架执行器
1、 悬架控制执行器
装在各空气弹簧和可调减振器的上方， UcF10的悬架控制执行器是一个有3步动 作的电磁阀；ucF20的则是一个有9步动 作的步进电机。执行器同时驱动减振器 的转阀和空气弹簧的连通阀，以改变减 振器的减振阻尼和空气弹簧的刚度； 对于ucF20车型，执行器只驱动减振器的 转阀。
6、驻车功能
悬架ECU根据点火开关ON信号，对车身 高度进行调节（关闭点火开关、车身降低 ，开启点火开关、车身升高）
7、高度自动控制功能
根据车身高度传感器信号，始终监测 汽车车身高度，一直保持标准高度。
8、不平道路控制功能
根据车身高度传感器信号的变化频率 对悬架高度调高，阻尼系数或弹性刚 度调低。
悬架ECU利用这一信号判断汽车 是否在制动。使弹簧刚度和减振阻 尼变成 “硬”状态。防止汽车制 动“点”头，使汽车的姿势变化减 至最小。

半主动悬架的工作原理
半主动悬架是一种先进的汽车悬架系统，它结合了主动和被动悬架的优点，为汽车提供更好的舒适性和稳定性。

这种悬架系统的工作原理基于电磁阻尼控制技术。

在车辆行驶时，传感器会监测悬架和车身的运动，然后将这些信息传输给控制单元。

控制单元会根据这些信息计算出车辆所需的阻尼力，并通过电磁阻尼器调节悬架的阻尼力。

与传统的被动悬架系统不同，半主动悬架可以根据路面条件和驾驶者的行为自动调整悬架的阻尼力。

如果车辆行驶在崎岖不平的路面上，悬架会自动调整为更加柔软的阻尼力，以提高车辆的舒适性。

如果车辆行驶在高速公路上，悬架会自动调整为更加刚硬的阻尼力，以提高车辆的稳定性和操控性。

半主动悬架系统的优点在于，它可以提高车辆的舒适性和稳定性，同时消除了传统被动悬架的缺点。

但是，由于半主动悬架系统的成本较高，因此它通常只用于高档车型中。

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典型汽车电子控制悬架系统

一、半主动悬架系统 丰田凌志LS400轿车电控悬架系统是 一种典型的半主动悬架系统。

二、主动悬架系统 三菱 GALANT 轿车装有电控空气主 动悬架（A-ECS）
主动式
按驱动机构 和介质不同
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电磁阀驱动的油气主动式
步近电动机驱动的空气主动式
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油气悬架： 油气弹簧以气体作为弹性介质，而用油液 作为传力介质，一般由气体弹簧和相当于液力 减振器的液压缸组成。通过油液压缩空气室中 的空气实现刚度特性，通过电磁阀控制油液管 路中的小孔实现变阻尼特性。
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21.1 电控悬架概述
二、分类 1. 主动悬架 根据载荷、车速、路面等条件的变化，自动调节弹簧 刚度、减振器阻尼、车身高度。 按弹簧的种类又可分为空气弹簧主动悬架和油气弹簧 主动悬架。 2. 半主动悬架 悬架系统中只有弹簧刚度或减振器阻尼之一可以调节。

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❖（8）加速度传感器
❖只有凌志400ucF20车则才装有加速 度传感器，两个前加速度传感器分别 装在前左、前右高度传感器内；一个 后加速度传感器装在行李箱右侧的下 面，车身后左位置的垂直加速度则由 悬架ECU从这3个加速度传感器所获 得的数据推导出来。
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❖2、防后倾功能
❖悬架ECU根据节气门位置或加速度传 感器信号，对两个后悬架减振器进行 调节，使其阻尼系数增大。
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❖3、防侧倾功能
❖悬架ECU根据转向角度传感器信号； 对单侧悬架进行调节；使其阻尼系数 或弹性刚度增大
❖4、车门控制车身功能
❖悬架ECU根据门边开关传感器信号， 对所有悬架高度进行调节。当开启车 门、车身降低，关闭车门车身升高。
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❖3、空气弹簧：
❖空气弹簧安装于可调减振器上端，与可调 式减振器一起构成悬架支柱，上端与车架 相连接，下端装在悬架摆臂上。主副气室 之间由连通阀相连，连通阀由悬架控制执 行器通过连通阀控制杆来控制，以连通或 关闭主、副气室之间的空气通道，使空气 弹簧的有效工作容积改变，从而使空气弹 簧的刚度发生变化。
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三、悬架执行器
❖1、 悬架控制执行器
❖装在各空气弹簧和可调减振器的上方， UcF10的悬架控制执行器是一个有3步动 作的电磁阀；ucF20的则是一个有9步动 作的步进电机。执行器同时驱动减振器的 转阀和空气弹簧的连通阀，以改变减振器 的减振阻尼和空气弹簧的刚度； 对于ucF20车型，执行器只驱动减振器的 转阀。

应用 ：货车、大客车的前、后悬架以及某些轿车的后悬架
2） 独立悬架
簧下质量小；
悬架占用的空间小；
优点
可以用刚度小的弹簧，改善了汽车行驶平顺性； 由于有可能降低发动机的位置高度，使整车的质心高度下
降，又改善了汽车的行驶稳定性；
左、右车轮各自独立运动互不影响，可减少车身的倾斜和
振动，同时在起伏的路面上能获得良好的地面附着能力。
4.3主动悬架装置介绍
(1)电子控制空气悬架 (2)电子控制油气悬架 (3)电子控制液压悬架
4.3.1电子控制空气悬架的特点
（1）弹簧刚度和减振器阻尼力控制
高速感应控制
前后关联控制 良好路面形式控制
（2）车身高度控制
主动悬架控制系统在轿车上的示意图
主动悬架各零件在轿车上的位置
而主动悬架的控制环节中安装了能够产生驱动的装置，采用 一种以力抑力的方式来抑制路面对车身的冲击力及车身的倾斜力。 由于这种悬架能够自行产生作用力，因此称为主动悬架。
主动悬架是近十几年发展起来的，由电脑控制的一种新型悬 架，具备三个条件： （1）具有能够产生作用力的动力源； （2）执行元件能够传递这种作用力并能连续工作； （3）具有多种传感器并将有关数据集中到微电脑进行运算并决定 控制方式。
可控阻尼减振器所起的作用与主动悬架中执行元件的作用类似， 都是通过系统内的力闭环控制，实现控制单元提出的力要求。
所不同的是执行元件要做功，而减振器则是通过调节阻尼力控 制耗散掉的能量的多少，几乎不消耗汽车发动机的能量。显然， 在半主动悬架中，必须并联弹簧以支持悬挂质量，一般情况下 该弹簧刚度是不变的。
实际设计时，考虑一种状态，如某个速度下或某个路况，优化选 定一个刚度和阻尼系数，不断去试验，改善两着间的关系。所以 称之为被动悬架。

第六章悬架设计悬架设计§1 概述§2 悬架结构形式分析§3 悬架主要参数的确定§4 弹性元件的计算§5 主动与半主动悬架系统§1 概述一主要作用传递车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩;缓和、抑制路面对车身的冲击和振动；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性。

保证汽车的操纵稳定性。

二对悬架提出的设计要求1）保证汽车有良好的行驶平顺性。

2）具有合适的衰减振动能力。

3）保证汽车具有良好的操纵稳定性。

4）汽车制动或加速时要保证车身稳定，减少车身纵倾；转弯时车身侧倾角要合适。

5）有良好的隔声能力。

6）结构紧凑、占用空间尺寸要小。

7）可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩，在满足零部件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。

2 悬架结构形式分析一、非独立悬架和独立悬架悬架非独立悬架独立悬架两类左、右车轮用一根整体轴连接，再经过悬架与车架（或车身）连接左、右车轮通过各自的悬架与车架（或车身）连接非独立悬架独立悬架1 非独立悬架优点纵置钢板弹簧为弹性元件兼作导向装置结构简单制造容易 维修方便 工作可靠缺点汽车平顺性较差高速行驶时操稳性差轿车不利于发动机、行李舱的布置应用：货车、大客车的前、后悬架以及某些轿车的后悬架2 独立悬架优点 簧下质量小；悬架占用的空间小；可以用刚度小的弹簧，改善了汽车行驶平顺性；由于有可能降低发动机的位置高度，使整车的质心高度下降，又改善了汽车的行驶稳定性；左、右车轮各自独立运动互不影响，可减少车身的倾斜和振动，同时在起伏的路面上能获得良好的地面附着能力。

缺点 结构复杂 成本较高 维修困难应用：轿车和部分轻型货车、客车及越野车二、独立悬架结构形式分析分类 双横臂式 单横臂式、 双纵臂式 单纵臂式 单斜臂式麦弗逊式和扭转梁随动臂式1 评价指标：1）侧倾中心高度侧倾中心位置高，它到车身质心的距离缩短，可使侧倾力臂及侧倾力矩小些，车身的侧倾角也会减小。

• 应用广义Lagrange方程：
d T T E p Ed ( ) Qi i i dt q qi qi q
• 即可得到七自由度汽车动力学方程。写成矩阵形式
} [C]{Z } [ K ]{Z} {Q} [M ]{Z
• 其中:
{Z} [ zb , , , z1 , z2 , z3 , z4 ]T
ห้องสมุดไป่ตู้K2
c2
u2 K7
m2
z2 K6
z03
z02
• 整车的七个自由度分别为车身的垂直、俯仰和侧倾运动， 两个前簧下质量的垂直运动，以及两个后簧下质量的垂直 运动。 • 当侧倾角θ以及俯仰角φ在小范围内变化时，则簧上质量四 个端点位移表达式如下：
•
z5 zb z 6 zb z7 z b z8 zb
• 5)神经网络控制
• 并行分布式处理系统,自动知识获得,联想记忆,自适应性,良好的容错 能力
五.七自由度主动悬架的建模和仿真
• 1.动力学模型
b Z a z5 lr θ zb c4 K4 u4 z8
z7 z4
m4
ll z6 z1 φ K8 Y
X
c1 u1
K3 z04
c3
u3
m1
m3
z3
K5 z01
• 系统总势能：
1 1 1 E p k1 ( z b l r a z1 )2 k 2 ( z b ll a z 2 )2 k 3 ( z b ll b z 3 )2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 k 4 ( z b l r b z 4 ) k 5 ( z1 z01 ) k6 ( z 2 z02 ) k7 ( z 3 z03 )2 2 2 2 2 1 k 8 ( z 4 z04 )2 2

本功能是利用控制弹簧刚度（弹性系数）的办法，来控制车 辆起步不同路况时的姿势。
4. 电子控制悬架的分类 电子控制悬架系统有主动悬架和半主动悬架两种
半主动悬架是指悬架元件中的弹簧刚度和减振器阻尼系数之 一可以根据需要进行调节。为减少执行元件所需的功率，主要采 用调节减振器的阻尼系数法，只需提供调节控制阀、控制器和反 馈调节器所消耗的较小功率即可。
典型教案
讲授内容：汽车悬架构造与原理 主讲人：鲁植雄 学时数：4
一、汽车悬架的基本知识
• 1． 定义 悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车
轮）之间的一切传力连接装置的总称。
2 作用 ① 连接车身与车轮，以适当的刚性支承车轮。 ② 吸收来自路面的冲击，改善乘坐舒适性。 ③ 稳定行驶中的车身姿势，改善操纵性。
非独立悬架因其结构简单，工作可靠，而被广泛应用于货车的 前、后悬架。在轿车中，非独立悬架仅用于后桥。 3） 类型
非独立悬架连平杆行式钢螺板旋弹弹簧簧式式悬悬架架
二、 汽车悬架的基本构件
1. 基本构件的组成
汽车悬架基本构件的组成为：
n 控制臂及连杆
n 弹簧
n 减振器
n 稳定杆
2. 弹簧
1）作用
承受并传递垂直载荷，缓和汽车在不平路面上行驶时所引起的冲击。
半主动悬架 1. 半主动悬架的特点
在车辆悬架中，弹性元件除了吸收和存贮能量外， 还得承受车身及载荷。因此，半主动悬架都不考虑 改变悬架的刚度而只考虑悬架的阻尼。由于半主动 悬架结构简单，在工作时，几乎不消耗车辆动力， 又能获得与全主动悬架相近的性能，故应用较广。
2. 类型
半主动悬架无有级级式式半半主主动动悬悬架架系系统统
5) 主动悬架可使车轮与地面保持良好接触，即车轮跳离地面的倾向减小， 因而可提高车轮与地面的附着力，从而提高了汽车抵抗侧滑的能力。

横臂式独立悬挂

多连杆式悬挂
一.定义 所谓多连杆悬挂，顾名思义就是通过各种连 杆配置把车轮与车身相连的一套悬挂机构。而连 杆数量在3根以上才称为多连杆，目前主流的连杆 数量为5连杆。因此其结构要比双叉和麦弗逊复杂 很多。

多连杆式悬挂
二.应用
主要应用于大中型车
我们常见的中型和大型车上才会使用这种设 计，但通常都只用于后轮。原因是多连杆机 构非常复杂而且占用空间大，使其不便于布 置。因此只能用于拥有较大空间的后桥上。 但这里也有一个例外，那就是奥迪系列车型。
发展过程 空气悬架已经有70多年的发展历史了。目前的应 用范围相当广泛，特别是在商用车领域，100%的中型以上 客车和80%以上的卡车都使用了空气悬架系统。而现在在乘 用车上，高档汽车和SUV车型对其应用很广泛。
空气悬挂
结构：
1、空气悬架系统包括空气弹簧、减振器、导向机构和 车身高度控制系统。 2、空气悬架系统一般采用囊式空气弹簧。 3、减振器主要用来衰减车身的振动。 4、导向机构由纵向推力杆和横向推力杆等组成，用来 传递车身和车桥之间的纵向力、侧向力及驱动、制动时 产生的力矩。 5、车身高度控制系统分为机械式控制系统和电控控制 系统。
优缺点：
与大多数轿车采用的传统的不可变高度的螺旋弹簧悬 挂系统相比，空气悬挂系统可以根据道路的起伏不同调高 或调低底盘高度，使得车辆能够适应多种路况条件下的驾 驶需求。出于这种设计目的，空气悬挂系统多用于经常在 恶劣的路况条件下行驶的越野车上，以保证车辆能够顺利 地通过泥泞、涉水、砂石等路面。空气悬挂系统是一种很 先进实用的配置，但是却很“脆弱”。 由于系统结构较 为复杂，其出现故障的几率和频率要远远高于螺旋弹簧悬 挂系统，而用空气作为调整底盘高度的“推进动力”，减 振器的密封性还需要进一步提高，倘若空气减振器出现漏 气，那么整个系统就将处于“瘫痪”状态。而且如果频繁 地调整底盘高度，还有可能造成气泵系统局部过热，会大

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。

摘要悬架系统是车辆的一个重要组成部分。

车辆悬架性能是影响车辆行驶平顺性、操纵稳定性和行驶速度的重要因素。

传统的被动悬架一般由具有固定参数的弹性元件和阻尼元件组成，被设计为适应某一种路面，限制了车辆性能的进一步提高。

20世纪70年代工业发达国家已经开始研究基于振动主动控制的主动、半主动悬架系统。

近年来电子技术、测控技术、机械动力学等学科的快速发展，使车辆悬架系统由传统被动隔振发展到振动主动控制。

特别是信息科学中对最优控制、自适应控制、模糊控制、人工神经网络等的研究，不仅使悬架系统振动控制技术在现代控制理论指导下更趋完善，同时已开始应用于车辆悬架系统的振动控制，使悬架系统振动控制技术得以快速发展。

随着车辆结构和功能的不断改进和完善，研究车辆振动，设计新型悬架系统，将振动控制到最低水平是提高现代车辆质量的重要措施。

关键词：主动悬架控制策略模糊控制目录1 引言错误!未定义书签。

2 汽车悬架系统的类型和应用错误!未定义书签。

2.1 被动悬架 42.2 主动悬架 32.3 半主动悬架 43 各种悬架的性能比较错误!未定义书签。

4 汽车悬架系统的性能要求错误!未定义书签。

4.1 天棚阻尼与开关阻尼控制错误!未定义书签。

4.2 随机线性二次最优控制错误!未定义书签。

4.3 模糊控制错误!未定义书签。

4.4 神经网络控制错误!未定义书签。

4.5 预测控制错误!未定义书签。

4.6 滑模变结构控制错误!未定义书签。

4.7 复合控制错误!未定义书签。

5 汽车主动悬架的建模与仿真错误!未定义书签。

5.1 AMEsim软件基础错误!未定义书签。

5.2 汽车主动悬架的建模错误!未定义书签。

5.3 汽车主动悬架的模型的建立错误!未定义书签。

6 结论错误!未定义书签。

参考文献：错误!未定义书签。

1 悬架系统的类型与工作原理悬架是车架与车桥之间一切传力装置的总称，它的主要功用是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的振动，以保证汽车能平顺行驶。

半主动悬架是什么？
悬架是汽车重要总成之一，其性能的好坏直接影响汽车的平顺性和操纵稳定性。

从控制力的角度划分，悬架可分为被动悬架，半主动悬架和主动悬架。

目前，大多数汽车的悬架系统装有弹簧和减振器，悬架系统内无能源供给装置，其弹性和阻尼不能随外部工况变化而变化，这种悬架称为被动悬架。

主动悬架有作为直接力发生器的动作器，可以根据输入与输出进行最优的反馈控制，使悬架有最好的减振特性，以提高汽车的平顺性和操纵稳定性。

半主动悬架可看作由可变特性的弹簧和减振器组成的悬架系统，虽然它不能随外界的输入进行最优的控制和调节，但它可按储存在计算机中的各种条件下最优弹簧和减振器的优化参数指令来调节弹簧的刚度和减振器的阻尼状态，使悬架对复杂多变的路面状况具有较好的适应性.
半主动悬架的发展概况
半主动悬架的概念首先由Crosby和Karnopp于1973年提出，Karnopp还提出天棚阻尼控制模型和实现方法。

直到20世纪80年代初期才有试验性的产品问世，但它投入应用的速度比主动悬架快得多。

随着电子技术和计算机技术的发展，半主动悬架逐步从实验室走向工厂。

1975年，Margolis等人提出了开关控制的半主动悬架，1983年日本丰田汽车公司开发了具有3种减振工况的开关式半主动悬架，并应用于
ToyotaSoarer280GT型轿车上。

1986年，KimBrough在半主动悬架控制方法中引入了Lyapunov方法，改进了控制算法的稳定性。

1988年日本日产公司首次将声纳式半主动悬架系统应用于Maximas轿车上，。

汽车半主动悬架系统的控制内容
汽车半主动悬架系统的控制内容包括以下几个方面：
1. 实时监测：悬架系统通过传感器实时监测车辆的动态信息，包括车速、转向角度、加速度、制动力等。

这些数据可以帮助系统判断当前行驶状态和路面状况。

2. 路面感知：悬架系统通过传感器感知路面状况，如颠簸、凹凸不平等情况，并将这些信息传递给控制单元。

3. 控制算法：悬架系统根据实时监测的数据和路面感知信息，通过控制算法计算最佳的悬架调节策略。

这个算法可以根据不同的行驶情况和路况动态调整，以提供最佳的悬架调节效果。

4. 悬架调节：悬架系统通过控制电磁阀、阻尼器或空气弹簧等调节装置，实现对悬架硬度、阻尼力等参数的调节。

根据控制算法计算的结果，系统可以动态调整悬架的工作状态，以提供更好的悬架控制性能。

5. 悬架模式选择：半主动悬架系统通常具有不同的工作模式，如舒适模式、运动模式等。

用户可以根据自己的需求选择合适的模式，控制系统会根据选择的模式来调节悬架的工作状态。

总的来说，汽车半主动悬架系统的控制内容主要包括实时监测车辆和路面信息、路面感知、控制算法、悬架调节和悬架模式选择等方面，以提供更好的悬架控制性能和乘坐舒适性。