车辆在行驶过程中,当路面激励过大、急加减速或高速转向时,车身姿态会出现失稳现象,从而导致乘坐舒适性恶化及货物完整性受损。利用半主动悬架进行姿态控制可减小受损程度,但控制所需的反馈信号并非都能利用传感器测得,需建立悬架状态观测器对相关信号进行估计,而半主动悬架会出现阻尼饱和现象,导致悬架参数变化,影响状态观测器的估计精度。为解决上述问题,本文设计了基于姿态补偿及状态观测的整车半主动悬架控制算法,并针对控制参数变化对车辆舒适性与操稳性的影响,划分半主动悬架控制目标,确定不同控制目标的控制参数。本文的主要研究内容包括:首先,构建被控对象动力学模型。根据试验用车底盘相关数据,利用Adams/Car建立整车半主动悬架模型,设置与Simulink联合仿真通信接口。基于磁流变减振器外特性试验数据建立多项式模型,同时,建立基于轮距特性的四轮随机路面以及长坡形凸块路面激励模型,将时域激励转化为空间激励导入Adams中。然后,设计了基于姿态补偿及状态观测的整车半主动悬架控制算法。根据分层架构控制理论设计半主动姿态补偿控制算法,依据磁流变减振器可调阻尼范围设计其控制算法,构建考虑磁流变减振器阻尼饱和的整车悬架状态观测器。对半主动悬架的控制目标进行划分,并利用遗传算法对各控制目标下的控制参数值进行优化。最后,验证半主动悬架控制算法的有效性。利用Adams-Simulink联合仿真,分别分析了状态观测器的信号估计效果、姿态补偿控制效果、控制目标的划分效果。并利用硬件在环试验,将仿真结果与试验结果进行对比,验证半主动悬架控制算法在真实电控单元运行的结果能与仿真结果保持一致。研究表明,设计的状态观测器的估计精度较高,稳定状态下对悬架速度的估计误差可控制在0.01m/s以内。依据状态观测器估计的速度信号进行姿态补偿控制的半主动悬架,能够在保证车身垂向控制效果的同时有效抑制车身姿态。并且在控制目标划分之后,半主动悬架在舒适模式时,车辆的舒适性达到最优;运动模式时,车辆的操稳性达到最佳;综合模式时,悬架的性能最为均衡。