随着人们对高品质车辆的追求,尤其是高舒适性的需求,车辆悬架设计要求变得愈加严格和苛刻。因此,研发新型悬架结构具有重要的理论意义和工程应用价值。研究发现,长期自然进化而来的袋鼠腿部结构使其跳跃行走于复杂地形时,具有奔跑速度快、越障能力强、运动稳健等特点。受此启发,本课题组将袋鼠腿部结构及功能抽象构建为一种气动人工肌肉(Pneumatic artificial muscle,PAM)仿袋鼠腿悬架,并将其应用于车辆中,以期提升车辆品质。本文以PAM仿袋鼠腿悬架为研究对象,对其动力学建模和被-主动控制特性开展研究,具体工作如下:(1)阐述了PAM仿袋鼠腿悬架结构的仿生原理和设计思想并建立其关联方程;(2)利用拉格朗日方程法建立其动力学模型,研究发现该模型为强耦合非线性动力学方程,难以求得解析解,故采用Adams动力学建模与仿真来研究该悬架的动态特性;(3)在Adams中建立PAM仿袋鼠腿悬架的被动特性仿真模型,获得其被动模式下的垂向性能;(4)对比分析现有悬架控制策略,结合袋鼠跳跃运动特点及悬架舒适性、操纵稳定性等要求,提出一种模糊PID仿袋鼠腿悬架被-主动控制策略;(5)在Simulink中建立模糊PID仿袋鼠腿悬架被-主动控制仿真模型,并与Adams动力学模型进行联合仿真;(6)以路面不平度为激励,以车身动位移为控制目标,对被动、被-主动模式下该悬架的垂向性能开展研究。研究发现,PAM仿袋鼠腿悬架处于被动模式时,该悬架变化规律与袋鼠腿部缓冲减振特征基本相同,验证了仿真模型的正确性;在不同路面激励下,悬架均具有良好的缓冲减振性能;在同等路面激励下,随着车速的增加,被动与被主动模式下的悬架缓冲减振性能越好。PAM仿袋鼠腿悬架处于被-主动控制模式时,该仿生悬架相比于被动模式具有更好的缓冲减振性能;车速相同时,路面激励越恶劣,模糊PID被-主动控制后所产生的缓冲减振效果越明显。本文的研究结果可为仿生悬架的研究提供理论依据和方法。