现在的消费者对于汽车的各项性能看的越来越重，为了人们的需求，各大汽 车制造商以及研究机构开始着力于研究并开发更稳定、更舒适、更安全的汽车， 而汽车的空气悬架作用就是降低车身震动、提高运行稳定性的一种弹性装置，所 以谁能将汽车的震动降到最低，谁先拥有更先进的悬架系统，谁就能占得市场先 机，而悬架的控制系统又直接影响到空气悬架的综合性能，因此，悬架控制系统 的研究和电控单元的开发已经成为了控制领域以及汽车动力学领域的重要课题。 本文的只要研究内容是从目前已有的控制理论中选取三种进行仿真分析，讨论这 三种控制理论上的优缺点，并通过模型，直观的了解各个控制特点以及各自的优 劣，从而为今后研究者对电控空气弹簧的研究提供一些帮助。

1。5 本文研究的内容

课题的研究工作主要可以概括为以下几个方面：

（1）分析空气弹簧的刚度以及频率特性；

（2）分析可调阻尼器的阻尼特性；

（3）建立空气悬架的气路模型；

（4）建立悬架的数学模型；

（5）建立路面模型；

（6）选择控制策略并设计控制器；

（7）建立仿真模型；

（8）对系统进行仿真；

（9）对仿真结果进行分析；

第二章 弹性元件的特性分析

2。1 空气弹簧的特点及基本参数

2。1。1 空气弹簧的分类

目前市面上的空气弹簧可以根据是否带有辅气室分为囊式、膜式两种形式， 如图 2。1、2。2 所示，而膜式空气弹簧已经成为现在几乎所有轿车空气悬架用空 气弹簧。

图 2。1 囊式空气弹簧 图 2。2 膜式空气弹簧

囊式空气弹簧的外观呈灯笼状，从外面看一般具有单节过多节曲囊，材质通 常使用耐用型橡胶，各囊之间有金属环进行束缚，从而抵消内部空气的压力。气 囊的上下表面都是钢制盖板，作用是使内部空气与外界大气隔绝。囊式空气弹簧 的原理主要是通过表面橡胶的变形从而获得弹力。目前有大部分配备囊式空气弹 簧的车辆，并且都采用的是双曲囊式的囊式空气弹簧，这样就可以在一定的高度 内产生较大的弹性形变从而得到更大的弹力。囊式空气弹簧常被用于大型载货车 上，因为其具有以下特点：刚度较大、制造较简单、使用寿命较长、振动频率较 高，如图 2。1 所示。

膜式空气弹簧根据橡胶气囊连接方式的不同又可分为自由膜式和约束膜式

[14]。这两种膜式空气弹簧相比，主要的区别在于，自由膜式空气弹簧能够控制自

身内部气体的压力从而来对弹簧体进行密封，而约束膜式空气弹簧采用螺栓的阈 紧力来进行密封的；膜式空气弹簧由两部分共同组成：金属压片以及橡胶气囊，

膜式空气弹簧的结构大致是一个固定在底座上的气囊，上面加一约束盖板，工作 原理与囊式空气弹簧类似，都是通过橡胶的弹性形变从而产生弹力。在空气弹簧 处于工作状态下时，空气弹簧通过挠曲变形从而获得弹力，如果震动较小，器弹 性形变也较小，要想得到较为理想的动态特性，一般的做法是控制空气弹簧的有 效面积变化率。膜式空气弹簧与囊式空气弹簧弹簧相比，因为其有效面积变化率 更小，所以其自振频率相对于后者较低，如图 2。2 所示。论文网

2。1。2 空气弹簧的特性

因为空气弹簧能够承受垂直方向的载荷，所以其减震效果就比较明显。空气 弹簧内部气体的压力和气体标况下的密度共同决定了空气弹簧的工作性能，空气 弹簧的储存能量的能力较强，与别的减震元件相比，它的优越性显而易见。 MATLAB电控空气悬架系统ECAS建模与仿真(4):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_98790.html