具有磁流变减振器的半主动悬架,以其相对于被动悬架更为优越的性能正越来越受到人们的青睐。这类半主动悬架,作为一种自适应装置,兼有被动悬架和主动悬架的优点,特别是能量需求较低。系统的性能高度依赖于控制技术,能量需求也受到控制方法的影响。本文致力于设计车辆与悬架的控制器使悬架达到理想性能,并研究控制策略对磁流变减振器能量需求的影响。本文将分数阶控制技术应用于具有磁流变减振器的半主动悬架的控制。分数阶PID控制器采用分数微积分,是对经典PID控制的扩展,其在实现控制目标时有更好的适应性。Nelder-Mead优化算法用于优化分数阶PID控制器的增益,以根据预期要求而提高平顺性和稳定性。所提出的悬架控制器由两个内嵌式控制器构成。其中一个连续状态控制器用于减振器控制,而分数阶PID控制器用于车辆控制。为了简便,仅考虑了悬架系统的垂向动力学。对于集成了磁流变减振器和所开发控制系统的四分之一车辆,应用一个2自由度模型进行研究。仿真结果表明,相对传统被动悬架系统或采用经典PID控制的半主动悬架系统,采用所提出控制器的半主动悬架系统具有明显的优势。本文还研究了控制方法对磁流变半主动悬架能量需求的影响。以能量需求为指标,对分数阶PID控制、开-关式天钩控制、线性天钩控制以及经典PID控制进行了对比。结果显示不同控制策略所需控制电压也不同;无论采用哪种控制策略磁流变半主动悬架所需能量很少,这为自供能设计提供了可能性。