随着油气悬架技术的不断发展,油气悬架在越野车辆和重型矿用车,坦克等特种车辆的应用越来越广泛。油气悬架具有非线性和渐增性刚度特性,其合理的设计可以实现车辆在起伏的路面达到良好缓冲的效果,提高车辆的行驶性能,并且还能有效的保护路面。首先,以两级压力式油气悬架作为研究对象,对两级压力式油气悬架的组成及工作原理进行详细的分析,通过相关的理论推导出两级压力式油气弹簧弹性力与位移、阻尼力与速度的关系,再通过改变关键参数值得到主要参数对其性能影响的变化规律。然后,针对两级压力式油气弹簧的性能结合车辆动力学理论,建立了整车九自由度油气悬架系统模型及四轮路面环境输入模型,同时考虑了车、座椅、人等因素,并推出运动方程。建立整车九自由度模型,其全面反应汽车的垂直方向、仰俯、侧倾等变化状态,并利用公式推理出人体的吸收功率,增加平顺性能评价的综合性。本文根据PID控制理论、变论域模糊控制理论、分数阶微积分原理,设计了PID控制器、模糊自适应PID控制器、模糊自适应分数阶PI~λD~μ控制器、变论域模糊自适应分数阶PI~λD~μ控制器,并建立了主动控制非线性油气悬架系统的仿真模型。最后,在C级和D级不平路面输入情况下,对系统空载、满载、两级压力式油气悬架状态、单气室油气悬架状态进行主动控制分析,利用MATLAB/Simulink软件得出整车主动油气悬架系统的四轮悬架动挠度和动载荷,车身、人体、座椅的垂直加速度,车身俯仰角加速度,车身侧倾角加速度,人体吸收功率,悬架击穿概率等仿真数据结果。仿真结果表明:在车辆平顺性方面两级压力式油气悬架比单气室油气悬架具有一定优越性。论文设计的控制器不仅能有效的实现非线性油气悬架的主动控制,而且还能很好的改善车辆的行驶平顺性和操纵稳定性,其中变论域模糊自适应分数阶PI~λD~μ控制器效果最好。