随着我国经济的快速发展和高速公路网的大量兴建,加上国家多举措扶持汽车产业,我国汽车工业发展迅猛,但伴随的是人们对汽车的总体性能要求越来越高。车辆悬架系统作为汽车行驶系统的重要组成部分,其性能发挥好坏会对汽车的平顺性、操纵稳定性及行驶安全性等多种使用性能造成直接影响。采用磁流变阻尼器（MRD）的半主动悬架系统具有响应迅速、输出阻尼力大且顺逆连续可调、动态范围广以及耗能较低等优良特点,在大多数情况下具有与主动悬架相近的性能,目前已受到学术界与工业界的广泛关注。但磁流变半主动悬架技术还未成熟完善,许多理论与实际应用问题仍需要进一步研究。为此,本文主要针对磁流变1/4车辆半主动悬架系统设计中的MRD力学建模与半主动控制算法两方面以及磁流变车辆半主动悬架动力特性进行理论研究与数值仿真分析,主要研究内容包括:（1）磁流变车辆半主动悬架研究意义及现状。阐述了磁流变车辆半主动悬架系统研究的重要意义,回顾了MRD在车辆悬架、座椅悬架以及其它悬架系统中的应用进展,并综述了磁流变液与磁流变半主动悬架控制策略的研究现状与存在的问题,最后针对以上问题提出了本文将要开展的主要工作。（2）MRD的力学建模。MRD作为车辆半主动悬架系统的出力装置,建立一种简单有效的MRD力学模型是磁流变车辆半主动悬架系统设计的关键任务之一。由于MRD的阻尼特性呈现出较强的非线性滞回特性,这使得建立准确的阻尼器力学模型比较困难。本文对目前已有的各种MRD力学模型进行了详细综述,分析了各种MRD建模的特点,并讨论了目前MRD建模研究中还有待解决的问题。利用INSTRON试验系统对课题组加工的MRD进行了力学特性测试,获得其示功特性与速度特性。在此基础上提出了考虑剪切稀化与惯性效应等现象的可调Sigmoid模型,并采用最小二乘法对该模型与改进双曲正切模型进行了参数辨识,通过仿真与试验数据对比结果表明上述两者模型均能较好地描述MRD的滞回力学特性。（3）磁流变车辆半主动悬架动力模型的建立及其参数影响分析。建立了1/4车辆悬架动力学模型,提出一种百分比斜率均方根值作为参数影响程度的评价方法,从而利用剪切阀式MRD的Bingham本构力学模型分析了缸体内径D、活塞杆直径d₁、活塞直径d₂、活塞有效长度L、线圈匝数N和磁流变液表观粘度η对车辆悬架减振效果的影响,同时分析MRD磨损对车辆悬架减振效果的影响。建立并验证了随机路面输入时域模型,并通过数值仿真研究分析了不同行驶车速、路面不平度以及悬架参数对车辆悬架减振效果的影响,为下一步的磁流变车辆半主动悬架混合控制设计提供了理论基础。（4）磁流变车辆半主动悬架的混合控制策略研究。磁流变车辆半主动悬架系统设计的另一核心任务则是建立合适的控制算法,其中复合控制策略通过集成多种控制方法的优势来综合提高系统的控制性能,已成为磁流变车辆半主动悬架控制系统的热点研究方向。本文在分析天棚阻尼主动控制、地棚阻尼主动控制与混合阻尼控制策略的控制特性基础上,设计了一种不需要建立MRD逆模型的混合阻尼模糊电流控制策略,实现了对MRD等效阻尼系数的连续可调与阻尼分配系数的自动调节,该控制器直接输出控制电流至MRD的可调Sigmoid模型中。同时本文基于MRD的另一力学模型-改进双曲正切模型,还提出一种Fuzzy-PID与模糊控制混合（HFFPID）的新型控制器,通过该控制输出得到期望阻尼控制力,再经过约束逆模型获得控制电流。在此基础上,通过数值仿真分析了采用以上控制策略的磁流变车辆半主动悬架分别在冲击路面、正弦路面与随机路面激励下的悬架动态响应,验证所提控制方法的有效性。