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| 內容簡介： |
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在十五十一五十二五科技发展规划期间均承担了相应的国防预研、创新工程等研究课题，在高性能磁流变液材料研制、变阻尼减振器设计理论、半主动振动控制算法、高精度电磁作动器设计、主动振动控制算法、馈能悬架系统设计、能量管理策略等方面取得了一些研究成果，在车辆悬架减振器及悬架系统振动控制研究方面做了一定的探索。通过总结近年来我们科研团队在车辆悬架系统方面研究成果，形成了《车辆悬架系统振动控制》的主体内容，《车辆悬架系统振动控制》着重讨论了当前相对成熟、理论完善、比较新颖的7种车辆悬架系统振动控制算法，包括天棚控制、地棚控制、加速度阻尼控制、PID控制、LQR控制、ADRC控制和状态反馈控制，对这7种控制算法分别给出其标准控制器的设计过程，并针对各自存在的问题及不足提出控制器的改进设计方案，从时域和频域两方面对标准控制器和改进控制器进行对比分析，说明控制算法对车辆行驶性能改善的可行性和有效性。我们在实验室搭建了14车辆台架试验系统，设计加工了相应的主动控制电磁作动器和半主动控制磁流变阻尼器，以此为基础，对所设计的主动、半主动振动控制算法及其改进算法进行了台架试验验证。
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| 目錄：
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第1篇 车辆悬架振动控制基础理论
第1章 绪论
1．1 车辆先进悬架系统需求
1．2 悬架系统及减振器分类
1．2．1 被动悬架系统
1．2．2 主动悬架系统
1．2．3 半主动悬架系统
1．2．4 馈能悬架系统
1．3 车辆振动控制算法分类
1．3．1 基于车辆状态判定的控制算法
1．3．2 基于经典控制理论的控制算法
1．3．3 基于最优控制理论的控制算法
1．3．4 基于智能优化理论的控制算法
第2章 车辆悬架系统数学模型
2．1 整车7自由度悬架系统数学模型
2．1．1 悬架系统数学模型
2．1．2 仿真参数
2．2 半车4自由度悬架系统数学模型
2．2．1 悬架系统数学模型
2．2．2 仿真参数
2．3 14车辆2自由度悬架系统数学模型
2．3．1 悬架系统数学模型
2．3．2 仿真参数
2．4 14车辆非线性悬架系统数学模型
2．5 14车辆延时悬架系统数学模型
2．6 14车辆离散模型
第3章 路面激励模型
3．1 14车辆等级路面激励模型
3．1．1 滤波白噪声法
3．1．2 谐波叠加法
3．2 14车辆正弦路面激励模型
3．3 14车辆冲击路面激励模型
3．4 半车等级路面激励模型
3．4．1 后轮时域路面激励模型
3．4．2 半车时域路面激励模型
3．5 整车等级路面激励模型
3．5．1 右轮时域路面激励模型
3．5．2 前半车时域路面激励模型
3．5．3 整车时域路面激励模型
第4章 悬架系统振动特性分析
4．1 振动特性评价
4．1．1 振动特性评价指标
4．1．2 行驶性能评价函数
4．2 时域特性分析
4．2．1 基于Matlab中Simulink框图分析
4．2．2 基于Matlab中m函数分析
4．2．3 基于Matlab中s函数分析
4．3 频域特性分析
4．3．1 公式法分析
4．3．2 正弦激励法分析
4．3．3 能量法分析
第2篇 车辆悬架振动控制算法
第3篇 车辆悬架振动控制试验
参考文献
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| 內容試閱：
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悬架系统是车辆的重要组成部分，可以传递从路面引入作用在车体与车轮之间的垂向作用力，用来衰减、降低路面激励带来的车体振动，悬架系统对车辆的乘坐舒适性、行驶平顺性、路面附着性等有较大的影响。经过国内外学者几十年的设计与研究，目前已经研发了多种先进悬架系统，均可以有效降低悬架系统的振动响应量，改善车辆行驶性能。
先进悬架系统之所以能够使车辆具有较好的行驶性能，一方面是由其构成的主要部件作动器或阻尼器的先进性所决定的，另一方面是由对作动器或阻尼器所施加的主动、半主动控制算法的有效性所决定的。只有通过对先进悬架系统施加有效的控制策略，先进悬架系统的特点及优势才能得以体现。如可使车辆具有超常的行驶平顺性、乘坐舒适性或操纵稳定性，可以实时地主动调节车身姿态，也可以依据行驶需求在不同行驶性能之间实现较好的平衡与调节。国内外学者研究和设计了多种振动控制算法，依据其理论基础，主要可分为4类：基于车辆状态判定的控制算法、基于经典控制理论的控制算法、基于最优控制理论的控制算法和基于智能优化理论的控制算法。
基于车辆状态判定的控制算法是在建立车辆悬架系统运动学方程的基础上，给出理想的悬架振动控制模型，并通过运用实际的作动器或阻尼器的出力特性对理想控制模型进行逼近与功能替换，由此得到的一类悬架系统振动控制算法。这类控制算法具有理论基础简单、计算量少和易于工程应用等特点，如天棚控制、地棚控制和加速度阻尼控制等。
基于经典控制理论的控制算法是以经典控制理论中对被控对象输入、输出控制调节的理论为基础而建立的，目前研究最多的是PID控制。
基于最优控制理论的控制算法是以现代控制理论中状态方程的理论为基础，建立车辆悬架系统的状态方程，给出车辆悬架系统最优控制目标并构建优化目标函数，通过代入各限定条件解出目标函数的最优值，得到控制输入量的一类悬架系统振动控制算法。这类控制算法具有完备的理论基础，但其理论较深且难懂、计算量大、控制量不直观并且难于工程应用，目前大多停留在理论分析及仿真验证阶段，如线性二次型控制、自抗扰控制和滑模控制等。
基于智能优化理论的控制算法通常是复合控制算法，通过运用智能优化算法来优化求解某些其他算法（如PID控制、LQR控制和ADRC控制等）中缺乏可靠理论支撑、只能凭借经验获取的参数系数等。大多数基于最优控制理论的控制算法的控制律待定参数通常无法依据某些理论直接获取，智能优化算法的并行搜索能力和全局优化能力非常适合于优化求解这类待定参数，如遗传算法和粒子群算法等。
自1998年至今，我们科研团队探索了以磁流变液智能材料为基础的半主动悬架系统、以旋转电机和直线电机为基础的电磁主动悬架系统和以旋转电机为基础的电磁式馈能悬架系统。在十五十一五十二五科技发展规划期间均承担了相应的国防预研、创新工程等研究课题，在高性能磁流变液材料研制、变阻尼减振器设计理论、半主动振动控制算法、高精度电磁作动器设计、主动振动控制算法、馈能悬架系统设计、能量管理策略等方面取得了一些研究成果，在车辆悬架减振器及悬架系统振动控制研究方面做了一定的探索。通过总结近年来我们科研团队在车辆悬架系统方面研究成果，形成了本书的主体内容，本书着重讨论了当前相对成熟、理论完善、比较新颖的7种车辆悬架系统振动控制算法，包括天棚控制、地棚控制、加速度阻尼控制、PID控制、LQR控制、ADRC控制和状态反馈控制，对这7种控制算法分别给出其标准控制器的设计过程，并针对各自存在的问题及不足提出控制器的改进设计方案，从时域和频域两方面对标准控制器和改进控制器进行对比分析，说明控制算法对车辆行驶性能改善的可行性和有效性。我们在实验室搭建了14车辆台架试验系统，设计加工了相应的主动控制电磁作动器和半主动控制磁流变阻尼器，以此为基础，对所设计的主动、半主动振动控制算法及其改进算法进行了台架试验验证。
本书的撰写、整理、加工和出版，包含着我们科研团队中多人的汗水，是团队所有人共同努力的结果。在这里要特别感谢冯占宗博士、张建博士、高永强博士、贾进峰博士、岳杰博士、彭志召博士、张磊博士、王兴野博士、彭虎博士和在读博士研究生姚军、李欣、赵明媚等对本书所述研究成果做出的贡献，同时也要感谢我的同事刘义乐副教授、毕占东副教授、刘峻岩副教授、张咏清讲师，他们在本书的撰写和出版过程中都做出了很大的贡献，在此一并表示感谢。
由于作者水平有限，书中难免有不妥之处，敬请读者批评指正。
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