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空气弹簧作为电控空气悬架的弹性元件,不仅具有良好的刚度特性,还可以通过控制电磁阀的通断对空气弹簧进行充放气,使电控空气悬架车辆具有车身高度可调、车身姿态可变等功能,对于改善车辆的行驶平顺性、操纵稳定性和行驶安全性具有重要的意义。本文针对某电控空气悬架SUV在车高调节过程中出现的“过充过放”、车身失稳等问题进行了深入研究,采用车辆动力学、现代控制理论及联合仿真方法对车高调节的控制算法及控制策略进行对比分析和验证,本文的主要研究内容包括:(1)空气弹簧特性研究。根据建立的刚度、频率特性方程,分析空气弹簧刚度可调,空气悬架振动频率随载荷基本不变的特点。基于AMESim搭建空气弹簧模型,仿真得到空气弹簧刚度特性曲线。搭建空气弹簧试验台并进行了刚度特性试验,将实验结果与仿真结果进行对比验证。(2)车高调节动力学模型及仿真平台搭建。在空气悬架系统的气体质量流量方程及压力梯度方程基础上,建立单轮车高调节数学模型及整车车高调节数学模型。通过AMESim单轮车高模型与数学机理模型的仿真对比,验证AMESim仿真模型的正确性。完成Carsim-AMESim-Simulink联合仿真平台的搭建,作为整车车高调节控制算法及滑模观测器设计的基础。(3)车高调节控制器设计。针对单轮车高调节模型,设计模糊控制器和基于反馈线性化的滑模控制器;设计PWM脉宽调制过程,将控制器的连续输出转化为电磁阀开关状态的占空比,实现对高速开关阀的直接控制;基于非线性反馈输出估计误差,设计滑模观测器,观测空气弹簧气囊内的气体压力值;基于单轮车高调节模型建立整车车高调节模型,并设计整车车高调节控制器,避免车身姿态失稳。(4)车高调节模式及仿真结果分析。基于Carsim-AMESim-Simulink联合仿真平台,分别用开环控制、模糊控制及滑模控制进行仿真,验证控制策略的有效性。设计不同的车高调节模式,在联合仿真平台进行仿真,验证控制器的功能及稳定性。