中国“嫦娥工程”后期任务对月球车移动系统提出更高性能要求,为研发满足更快移动速度、更好车身平顺、更强越障能力、更优稳定操纵和高效能耗管理等要求的主动悬架载人月球车移动系统开展深入研究。本文围绕载人月球车主动悬架参数设计、动力学特性和控制策略等方面开展研究,解决现有移动系统行驶速度慢、操纵稳定性和车身平顺性不可兼得的问题。根据车身加速度均方根值、悬架动挠度和主动调节功耗的设计约束,研究悬架弹簧-阻尼参数设计问题,提出弹簧-阻尼元件的参数设计方法。建立弹簧-阻尼参数设计集合对悬架性能的映射关系,参考映射结果选择弹簧-阻尼模型参数,利用虚拟样机仿真完成设计方法验证,结合课题研究背景和相关项目要求,选择串联主动悬架方案,进一步完成单组主动悬架机械系统方案设计,获得模拟月球重力环境的双叉臂悬架斜面实验台。研究月面激励数值模型,从连续振动和离散冲击两方面对月面输入进行分类分析,获得月面高程激励模拟方法。根据单悬架实验台设计,建立双质量串联弹性驱动系统的动力学模型,通过数值计算软件对动力学方程进行求解,通过RECURDYN对设计模型进行虚拟样机实验,根据结果拟合优度证明建模无误。进一步推导了描述单悬架性能的车身加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷对路面位移的传递函数,绘制了作动器调节取阈值时的悬架特性参数幅频曲线,并通过关联分析方法,研究改变作动器等效刚度或等效阻尼时,车身加速度的幅频变化。在单悬架基础上,推导了整车串联主动悬架方案的七自由度动力学模型和状态空间描述。通过建立轮地模型,分析悬架系统动能和重力势能变化,研究了车轮离地问题,讨论了车轮受激励幅值、频率改变对其脱离同地面接触的影响。基于抑制轮地分离的研究,设计了单组主动悬架的控制策略并选择控制变量,对单组串联主动悬架或被动悬架的竖向运动特性进行对比分析,验证控制策略的有效性。通过联合仿真,对单组悬架试验台和整车悬架的串联主动悬架方案性能代价开展研究,获得给定工况下提升性能和付出代价的具体数据。开展单悬架样机实验,对比被动悬架,串联主动悬架提高了移动系统性能,为今后开展深入研究提供了基础。