空气弹簧利用给橡胶气囊充放气可灵活改变其刚度特性,可以根据要求设计出理想的刚度曲线,安装有空气悬架的汽车车轮动载荷小,可以获得良好的行驶平顺性、操纵稳定性和行驶安全性,减小了高速行驶车辆对路面的破坏。采用最优控制策略的悬架能有效降低车身振动加速度,减小了轮胎动变形和轮胎动载荷,明显改善了汽车的行驶平顺性和操纵稳定性,使悬架能更好地发挥其作用,因此对空气悬架的最优控制研究,无论对车辆本身还是对驾驶员都有重要意义。本文主要研究问题如下:对带附加气室空气悬架的车辆进行了力学分析,基于流体力学建立带附加气室空气弹簧的非线性动态方程,在此基础上建立了两自由度汽车空气悬架系统的状态空间模型。在所建立的两自由度汽车空气悬架系统的状态空间模型的基础上,考虑了在悬架长时间的运作下导致的阻尼系数的变化,加入了附加控制阻尼来调节原有阻尼系数,建立了新的两自由度汽车空气悬架系统的状态空间模型。以尽可能降低车身垂直加速度和轮胎动变形、提高乘坐舒适性为目标,采用最优控制方法对带附加气室空气悬架系统进行控制,通过求最优控制力来算出所加入的可调附加控制阻尼,从而实现对空气悬架的最优控制。建立路面输入模型,并选取适当的车辆参数,基于MATLAB/ Simulink对所建立的带附加气室空气悬架系统进行仿真试验分析,仿真结果表明:采用最优控制策略的悬架有效降低车身振动加速度,减小了轮胎动变形和轮胎动载荷,明显改善了汽车的行驶平顺性和操纵稳定性。本文对带附加气室空气悬架系统进行了理论上的研究,为今后汽车空气悬架系统的优化设计和控制提供了理论依据。