随着汽车悬架技术的发展,人们对汽车的性能诸如乘坐舒适性和操纵稳定性等提出了更高的要求。主动悬架系统由于能够根据不同的行驶条件动态地调整悬架的刚度和阻尼,并使悬架系统始终处于最佳减振状态而成为未来悬架的研究热点;半主动悬架系统因为其性能优于被动悬架而成本低于主动悬架,日益受到国内外车辆工程技术人员的重视。而无论是主动悬架还是半主动悬架系统,其设计的关键都在于选取能够为车辆提供良好性能的控制策略。近年来,很多专家学者在控制策略选取方面做了大量的研究,同时提出了各种不同的控制理论,涉及自动控制领域的各个方面,但广泛应用于悬架设计中的是线性二次最优控制理论。本文以半车四自由度主动悬架系统以及磁流变半主动悬架系统为研究对象,基于线性二次最优控制理论开展了车辆悬架系统的LQG控制器设计相关研究工作,具体如下:(1)考虑路面输入信号反馈的车辆四自由度主动悬架系统LQG控制器设计首先分别采用层次分析法和改进层次分析法来确定LQG控制器的加权系数,在这两种方法的基础上再采用遗传算法对各性能指标的加权系数进行智能优化,将利用这三种方法确定加权系数的LQG控制器分别应用到主动悬架系统中,并进行仿真试验对比。仿真结果表明,这三种方法在确定加权系数方面对主动悬架系统各性能评价指标可以达到相似的优化效果。相比层次分析法与改进层次分析法,遗传算法避免了主观判断引起的各性能指标判断不一致问题,同时减少了控制器的设计时间。(2)不考虑路面输入信号反馈的主动悬架LQG控制器设计考虑在设计主动悬架系统控制器时,对于车辆实际行驶的路面状况是完全未知的,忽略路面输入信息的反馈可以提高LQG控制器的适用性,提出了不考虑路面输入信号反馈的主动悬架LQG控制器设计方法。仿真结果表明,不考虑路面输入信号反馈的主动悬架LQG控制器综合优化了悬架系统的各性能评价指标,验证了该方法的有效性和可行性。(3)磁流变减振器的力学特性试验研究通过减振器的力学特性试验,可以得出磁流变减振器的示功特性和速度特性曲线,在此基础上建立了磁流变减振器自适应神经模糊非参数化模型,仿真结果与实验数据得到的曲线基本吻合,验证了所建立模型的正确性。(4)磁流变半主动悬架系统的LQG控制器设计将建立的磁流变减振器力学模型应用于半主动悬架中,并对其进行LQG控制器设计,仿真结果表明,采用LQG控制器的磁流变半主动悬架系统在各性能评价指标的优化上能够实现与主动悬架接近的效果,同时其结构简单,能耗小,相比主动悬架更具推广价值。