随着科学技术的进步与生活水平的改善,汽车已逐渐成为人们出行中不可或缺的代步工具,同时人们对车辆的乘坐舒适性及行驶平顺性也提出了更高的要求,其中座椅悬架系统在抑制振动传递中起着至关重要的作用。磁流变阻尼器是应用磁流变液的流变机理而开发的一种新型隔振器件,相比传统的液压元件,具有不受故障影响、耗电量低及输出阻尼力可调控的优点,使得采用磁流变阻尼器的车辆半主动座椅悬架备受专家学者的青睐。通过安装磁流变阻尼器装置来衰减由外界激励传递到驾乘人员身体上的振动能量,继而改善车辆座椅的乘坐舒适性,已成为当前抑制车辆座椅悬架系统振动传递行之有效的手段。然而关于磁流变阻尼器动力学建模与座椅悬架半主动控制方法等方面的研究尚未成熟完善,许多相关的理论知识和关键技术仍需亟待深入探讨。基于此,本文展开了如下几个方面的研究工作。(1)磁流变阻尼器力学性能试验及动力学建模。参照相关试验标准要求,利用疲劳拉伸机对课题组自行研制的磁流变阻尼器进行力学性能试验。设计了一种粒子群优化算法与非线性最小二乘法相结合的参数识别方法,基于采集的阻尼器示功特性与速度特性试验数据对修正Dahl模型中的未知参数进行辨识。通过对比分析不同工况下的试验数据与仿真数据,验证该模型表征磁流变阻尼器力学性能与滞回特性的可行性,同时其较高的精确度为后续半主动座椅悬架系统的建模及仿真研究提供了有力保障。(2)车辆半主动座椅悬架系统建模及其动力学特性分析。考虑车辆行驶道路真实工况,分别建立了随机输入与凸块输入两种路面模型。简要阐述了1/4车、1/2车及全车半主动座椅悬架系统各自的动力学特性及其优缺点,并应用牛顿第二定律和拉格朗日方程推导了三种模型的运动微分方程。在Matlab\Simulink平台上搭建了五自由度1/2被动座椅悬架系统仿真模型,选取六个指标来表征其在时域内的动力学特性,同时运用拉普拉斯变换分别计算座椅加速度和座椅悬架动行程相对于路面输入的传递函数,利用幅频特性曲线分析了四个系统参数变化对被动座椅悬架自身动力学性能的影响。(3)车辆半主动座椅悬架系统控制策略的设计及仿真验证。结合半主动座椅悬架系统复杂的非线性振动特性,在详尽介绍模糊控制理论与PID控制理论的基础上,针对模糊控制中制定的模糊规则过于依赖专家经验而导致其控制精度偏低的不足,设计了一种基于模糊推理的变论域模糊控制器。另外,为了弥补PID控制中比例、积分和微分三个参数不能随系统误差而自适应调节的缺陷,设计了一种模糊-PID控制器,并在此基础上,利用BP神经网络算法和最小二乘法相结合的混合学习算法对模糊-PID控制器中制定的模糊规则进行离线训练,构建了三个并列的两输入单输出T-S型的神经模糊网络结构,即ANFIS-PID控制器。选取座椅加速度和座椅悬架动行程作为性能评价指标,在随机路面和凸块路面输入下,联合搭建好的磁流变阻尼器修正Dahl模型与五自由度1/2车半主动座椅悬架系统模型对所提两种控制策略的隔振效果进行仿真验证及对比分析。仿真结果表明,两种半主动控制策略均能够有效地提升车辆座椅悬架系统的乘坐舒适性,而且ANFIS-PID策略的控制效果相比变论域模糊策略的要更优一些。