主动悬架控制策略介绍
主动悬架控制策略介绍【摘要】悬架是现代汽车最重要的组成之一,悬架结构的选用,不但在很大程度上决定了汽车平顺性的优劣,而且随着汽车速度的提高,对于与行驶速度密切相关的操纵稳定性的影响也越来越大。因此,设计优良的悬架系统,对提高汽车产品质量有着极其重要的意义。悬架系统的研究由来已久，悬架系统按照控制原理和控制功能可以分为被动、半主动、主动悬架,这些悬架在性能上有很大的差别。由于主动悬架不但能很好地隔离路面振动,而且能控制车身运动,比如启动和制动时的俯仰、转弯时的侧倾等,另外还可以调节车身的高度,提高轿车在恶劣路面的通过性。因此对主动悬架的研究吸引了一大批工程师对其投入研究，各种控制方法和作动器也被相继研究出来，本文主要对这些方法进行一些简介，以供同行参考研究并对其中的最优控制算法的LQG控制器进行探讨。
【关键词】主动悬架LQG控制器单轮模型
Introduction of active suspension control strategy Abstract Suspension is one of the most important parts in the modern automobile, the suspension structure, not only largely determines the quality and ride comfort of the vehicle, with the vehicle speed, closely related to the speed of handling and stability and have greater influence. Therefore, it is very important to design a good suspension system to improve the quality of automotive products. Suspension system has been studied for a long time. The suspension system can be divided into passive, semi-active and active suspension according to the control principle and control function. The active suspension can not only well isolated vibration, but also can control the body motion, such as pitching and turning starting and braking when the roll, also can adjust body height, increase the car in bad road through sex. So the research of active suspension has attracted a large number of engineers for its investment in research, various control methods and actuators have been studied in this paper, some of these methods, for reference and Research on LQG controller on the optimal control algorithm is discussed.
Key words Active suspension The LQG controller The single wheel model
1.主动悬架的几种控制策略
1.1天棚阻尼器控制方法(Skyhook Control)
天棚阻尼器控制理论是由Karnopp提出,在主动悬架的控制系统中被广泛采用。天棚阻尼器控制设想将系统中的阻尼器移至车体与某固定的天棚之间。就主动悬架而言,也就是要求有执行机构产生一个与车体的上下振动绝对速度成比例的控制力来衰减车体的振动。传统的被动悬架可以认为是带阻尼器的双质量振动系统,当考虑到带宽和系统的共振特性时,传统被动悬架性能不能令人满意。但带天棚阻尼器的汽车悬架,只要合理选择参数,可彻底消除系统共振现象。
1.2随机最优控制方法(Linear Quadratic Gaussian)
通过建立系统的状态方程式提出控制目标及加权系数,然后应用控制理论求解出所设目标下的最优控制方案。较天棚阻尼器控制方法而言,它对系统中更多的变量的影响加以考虑,因而控制效果更好[14-17]。一方面由于在不平路面上行驶的汽车所处的振动环境是随机的，其路面速度的输入可以看作是滤波高斯白噪声；相互冲突的悬架系统诸性能要求也可以用二次型性能指标描述，其中的加权系数代表各性能要求重要性程度。另一方面是由于LQG理论为状态反馈和输出反馈控制系统的设计提供了非常完善的工具。
1.3预见控制方法(Forecast Control)
天棚阻尼器控制方法和最优控制都是根据实时道路和车辆的状态反馈而决定控制力,而预见控制方法却对即将出现的情况加以考虑以进一步提高系统的控制性能。当遇到较大或突变干扰时,由于系统的能量供应峰值和元件响应速度的限制,很可能无法输出所需的控制力而达不到希望的控制效果。而预见控制方法,由于通过某种方法提前检测到前方道路的状态和变化,使系统有余的采取相应的措施,有可能降低系统的能量消耗且大幅度改善系统控制性能,取得一举两得的效果。
1.4自适应控制方法(Adaptive Control)
自适应悬架系统可看作一个可自动改变其控制律参数以适应于车辆当前的工作条件的控制系统。自适应的基本思想是根据系统当前输入的相关信息,从预先计算并存储的参数中选取当前最合适的控制参数。其设计的关键是选择能准确、可靠地反映输入变化的参考变量。只要变量选择得当,控制器即可快速,方便地相应改变控制参数以适应当前输入变化。
1.5神经网络控制(Neural Networks Control)
近年来,采用神经网络的控制方法已日益引起人们的重视,神经网络具有自适应学习,并行分布处理和较强的鲁棒性、容错性等特点,因此适合于对复杂系统进行建模和控制。可以建立一种神经网络自适应控制结构,有两个子神经网络,其中一个神经网络对于系统进行在线辩识。在对被控对象进行在线辩识的基础上,应用另一个具有控制作用的
神经网络,通过对控制网络的权系数进行在线调整,控制器经过学习,对悬架系统进行在线控制，使系统输出逐渐向期望值逼近。1.6模糊控制（Fuzzy Control）
模糊控制已被应用在车辆悬架系统中，其特点是允许控制对象没有精确的数学模型，使用语言变量代替数字变量，在控制过程中包含有大量人的控制经验和知识，与人的智能行为相似。模糊控制的悬架系统在较强的路面激励千扰下，仍能保持一定的控制效果，具有较强的鲁棒性。
1.7鲁棒控制（Robust Control）
在可控悬架上应用鲁棒控制是为了针对系统的不确定性进行悬架的分析和设计，也就是说，在保证闭环系统各回路稳定的条件下，对系统进行优化，从而使系统在存在参数变化、建模误差、测量噪声和外界扰动输入的情况下，保证闭环系统的稳定性，并进一步实现系统的鲁棒性能。无论针对简单的四分之一车模型，或是二分之一车模型，还是针对考虑了液压做作动器动态特性的整车模型；无论是针对某个参数还是某些参数不确定性进行的理论分析，都充分表明了鲁棒控制理论在主动悬架设计方面的优越性。
2.本文研究内容
本文将主要对主动悬架的控制策略进行了研究，通过建立悬架系统单轮车辆动力学模型，通过部分状态反馈的最优控制方法的应用，进行主动悬架的最优控制方面的研究。此外根据当前的研究热点并结合广为使用的PID 控制探讨主动悬架的PID 控制。本文将利用MATLAB-SIMULINK建立了系统的仿真模型，以悬架的三项性能指标的均方根为衡量标准，通过滤波高斯白噪声输入，给出几种主动悬架控制能力的对比分析。
本文具体研究内容如下：
1．分别建立基于被动悬架和主动悬架车辆单轮模型，研究路面激励的构造方法。
2．研究主动悬架的随机线性最优控制方法，讨论全状态反馈和非全状态反馈的控制器设计方法。
3．分析主动悬架PID 控制和模糊控，结合PID控制研究主动悬架的PID 控制策略。
4．利用MATLAB-SIMULINK 建立仿真模型，对不同的控制策略进行仿真分析，得出悬架的性能指标实验数值。
3. 基于被动悬架的1/4 车辆二自由度模型
分析悬架对行驶平顺性的影响时，一般采用所示的两自由度振动模型，它既能反映车身部分的0.5-2HZ 动态特性，也反映了车轮部分在10-16HZ 范围内产生高频共振时的动态特性，更接近于汽车悬架系统的实际情况。
图1单车被动悬架模型
由此建立一个具有主动悬架系统的车辆动力学模型，如图 1 所示。根据牛顿定律，得出系统的运动方程为：
)
((K -()
)(Mx t ''''
'
'w b s g w w b s w w
b s w b s x x K x x x x K mx x x C x x K -+--=-+--=））（路面输入模型采用一个符合高斯（正态）布的滤波白噪声，即：
w U G x f x g g 000'22ππ+-=
式中：
g x ——路面位移； 0G ——路面不平度系数; 0U ——车辆前进速度；
w ——均值为零的高斯白噪声； 0f ——下截至频率。 选取
g w
b w b x x x x x ,,,,''
为状态变
量，则状态向量x 为：
),,,,('
'g w b w b x x x x x x =
则可得到状态空间方程：
DW
CX Y BW AX +=+='X
其中：
?????
????
??????????
?-+-=020
0001000001-C C 0-
C C -
A f m K m K K m K m m m K m K m m w t w t s w s w s w s b s b s b s b s π ???????
?
????
?
??
?=V G B 020000π；
?????
???
?
????
????
?---=00
000011000011000K -K -
C C -C t t b s b s b s b s
K K m m m m ；????????
????????=00000D ；
路面输入模型采用高斯白噪声输入矩阵为))((t w w =，被动悬架系统的状态变量
图如图 2.3 所示。
图3-2 仿真框图
图3-3车身加速度
图3-4 悬架动行程
图3-5 轮胎动位移
4.主动悬架的单轮模型
基于主动悬架的1/4 车辆的二自由度模型采用用一个作动器U 取代了阻尼器，如图2所示。
图2 主动控制悬架系统
由此建立一个具有主动悬架系统的车辆动力学模型，如图 1 所示。根据牛顿定律，得出系统的运动方程为：
）
）
g
w
w
b
s
a
w
w
b
s
a
x
x
x
x
K
U
mx
x
x
K
U
-
-
+
-
=
-
-
=
(
K
-
(
)
(
Mx
t
''
''
路面输入模型采用一个符合高斯（正态）分布的滤波白噪声，即：
w
U
G
x
f
x
g
g0
'2
2π
π+
-
=
式中：
g
x——路面位移；
G——路面不平度系数;
U——车辆前进速度；
w——均值为零的高斯白噪声；
f——下截至频率。
选取g
w
b
w
b
x
x
x
x
x,
,
,
,'
'
为状态变量，则状态向量x为：
)
,
,
,
,
('
'
g
w
b
w
b
x
x
x
x
x
x=
则可得到状态空间方程：
FW
BU
AX+
+
='X
其中：
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
-
+
=
2
1
1
-
-
A
f
m
K
m
K
K
m
K
m
K
m
K
w
t
w
t
s
w
s
b
s
b
s
π
?????????
???????????-=00011w b m m B ；
????
???
????????
?
=U G F 020000π； 路面输入模型采用高斯白噪声输入矩
阵为))((t w w =，输入矩阵为))(U U t a （=
。车辆主动悬架设计的关键任务之一，就是寻找能替车辆提供良好性能的控制规律。LQG 控制器就是寻求控制向量 U 使目标函数 J 达到极小，从而实现最优控制。LQG 控制是建立在系统理想模型基础上的，对系统要求如下：
1.系统传递特性是线性的（Linear ）； 2．系统的性能指标参数（系统状态响应和控制输入）以加权二次标准型（Quadratic ）的形式表示；
3．系统输入是符合高斯分布（Gaussian distributed ）的白噪声；
4．系统各种状态均可测。 上述主动悬架系统中，LQG 控制器目标函数 J 为轮胎动位移、悬架动行程和车身加速度的加权平方和的积分值，即：
dt x q x x q x x q T J b T w b g w T ])(()([1lim
2
''0
3221?+-+-=∞→）
其中
3,21,q q q , 分别为轮胎动位移、
悬架动行程和车身加速度的加权系数。选择加权系数时，若轮胎动位移加权系数 取值较大，则悬架系统主要是考虑提高操纵稳定
性，若 取值较大，则是出于提高乘坐舒适性考虑。将（2-1）式改写为标准二次型形式：
dt
NU X RU U QX X J T
T T T T ?++=∞→0
]2[lim 式中：
21
b
m R =
；???
?
??
???????
???-=0001N 2s s b K K m
最优控制板反馈矩阵K 由车辆参数和加权系数决定可以由黎卡提方程求出。根据任意时刻的反馈状态量X ，就可得出t 时刻的最优控制力a U ，即KX t U a -=)(
下面我们将状态空间方程化为如下的标准形式：
??
?+=+=U
D X C Y U B X A X 1111& 因为KX U -=，所以有
故：
;;);(1111=-==-=D DK C C F B BK A A
结合matlab 仿真模型图如下图所示
图4-2 系统仿真框图
FW
X BK -A FW BKX -AX X +=+=?
）（
仿真结果如下图所示：
图4-3车身加速度
图4-4 悬架动行程
图4-5 轮胎动位移
结论：
由仿真结果可知，在轮胎动位移基本相同的情况下，所设计的最优主动悬架显著的降低了车身的垂向振动加速度，与被动悬架相比，主动悬架系统的仿真结果还表明，其悬架动行程同时也被很好地控制在设计要求范围内，意味着许用的悬架工作空间的道理更充分的利用
参考文献:
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汽车半主动悬架系统
传统的悬架系统的刚度和阻尼是按经验或优化设计的方法确定的，根据这些参数设计的悬架结构，在汽车行驶过程中，其性能是不变的，也是无法进行调节的，使汽车行驶平顺性和乘坐舒适性受到一定影响。故称传统的悬架系统为被动悬架系统。如果悬架系统的刚度和阻尼特性能根据汽车的行驶调节（车辆的运动状态和路面状况等）进行动态自适应调节，使悬架系统始终处于最佳减振状态，则称为主动悬架。 主动悬架系统按其是否包含动力源可以分为全主动悬架（有源主动悬架）和半主动悬架（无源主动悬架）系统两大类。 全主动悬架 全主动悬架是根据汽车的运动状态和路面状态，适时地调节悬架的刚度和阻尼，使其处于最佳减振状态。它是在被动悬架（弹性元件、减振器、导向装置）中附加一个可控作用力的装置。通常由执行机构、测量系统、反馈控制系统和能源系统4部分组成。执行机构的作用是执行控制系统的指令，一般为发生器或转矩发生器（液压缸、气缸、伺服电动机、电磁铁等）。测量系统的作用是测量系统各种状态，为控制系统提供依据，包括各种传感器。控制系统的作用是处理数据和发出各种控制指令，其核心部件是电子计算机。能源系统的作用是为以上各部分提供能量。 半主动悬架 目前，主流的半主动悬架不考虑改变悬架的刚度，而只考虑改变悬架的阻尼，因此它无动力源且只由可控的阻尼元件组成。由于半主动悬架结构简单，工作时几乎不消耗车辆动力，而且还能获得与全主动悬架相近的性能，故有较好的应用前景。 半主动悬架按阻尼级又可以分成有级式和无级式两种。 （1）有级式半主动悬架它是将悬架系统中的阻尼分为两级、三级或更多级，可由驾驶员选择或根据传感器信号自动进行选择悬架所需要的阻尼级。也就是说，可以根据路面条件（好路或坏路）和汽车的行驶状态（转弯或制动）等来调节悬架的阻尼级，使悬架适应外界环境的变化，从而可以较大幅度地提高汽车的行驶平顺性和操纵稳定性。 半主动悬架中的三级阻尼可调减振器的旁路控制阀是由调节电动机来带动阀芯转动，使控制阀孔具有关闭，小开和大开3个位置，产生3个阻尼值。该减振器应用于OPEL SENTOR 和OPELGA轿车上。 （2）无级式半主动悬架它是根据汽车行驶的路面条件和行驶状态，对悬架系统的阻尼在几毫秒内有最小变到最大进行无级调节。
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串联锂离子电池组的主动均衡控制研究 摘要：对于传统的主动均衡技术来说，通常情况下，存在着电量传递效率低、控制过程复杂等问题。为了彻底解决上述问题，本文结合电感、电容的电量转移技术，提出锂电池组主动均衡方法。均衡技术以boost技术和法拉电容为基础，在锂离子电池组中，可以在任何两个电池之间进行电量的传递，使得锂离子电池组在一定程度上实现电压均衡，并且可以将综合效率提高到84%，其特点主要表现为控制灵活、电量转移效率高等，静置状态下，可以进一步对大容量的串联锂电池组的电压进行均衡处理。 关键词：锂电池组主动均衡法拉电容boost 1 概述 随着人们的环保意识不断增强，人们对节能环保给予高度的关注，在这种情况下，新能源汽车逐渐成为汽车工业发展的主流趋势。而锂电池作为一项重要的因素，在一定程度上直接影响并制约着新能源汽车的推广和产业化。电池管理模块（Battery Management Module）对于电动汽车来说，是一个核心部件。在发展、推广电动汽车的过程中，电池管理技术是一项关键技术[1]。对于锂离子电池来说，凭借自身能量密度高、工作电压高等优势，进而在一定程度上广泛应用于各行各业[2]。由于锂电池的工作电压通常情况下只有
2.5～4.2V，在实际应用中，为了提高工作电压，通常情况下，需要将若干只单体锂电池进行串联处理。但是，受生产工艺的影响和制约，在容量、电压、内阻及自放电率等方面，锂电池单体之间存在一定的差异，即使电池来源于同一批次，各个电池之间同样存在一定的差异性。在实际使用过程中，正是由于电池之间存在这种差异，进而在一定程度上严重影响锂电池的使用寿命，在这种情况下，需要对串联锂电池组进行均衡管理[3]。 2 锂电池组的均衡方式 对于锂电池来说，在实际使用过程中，通常情况下，通过被动均衡、主动均衡两种方式对锂电池组进行均衡[4]。其中，在充电过程中，被动均衡方式主要是利用均衡电阻对高电压单体电池进行放电处理，使得整组电池电压在一定程度上确保一致性。对于该均衡方式方式来说，同样存在缺点，主要表现为：对能源造成浪费，该均衡方式受放电电流的影响，不能在大容量锂电池组中使用。在电量转移方面，对主动均衡方法来说，其转移方式通常情况下包括电感、电容两种。其中，Boost/buck的电感均衡是进行电感转移的基础，利用电感均衡在相邻电池之间对电量进行传递，在一定程度上通过电量传递，进一步使电量由高电压电池完成向低电压电池的转移，其电量传递效率通常高于80%。这种均衡方式同样存在弊端，主要表现为：电量传递只能发生在相邻锂电
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整理得： x b C s xb ss s x w s x b s s x m b m b m b C s K s K s K t x b s x b s x b s t x b m w m w m w 1) 式中： C s 为悬架阻尼， K s 为悬架刚度。 选取状态变量和输入向量为： U x g 则可将系统运动方程及路面激励写成状态空间矩阵形式，即： X AX BU C s C s K s K s m b m b m b m b K t C s C s K s K s K s A B m w m w m w m w m w 1 0 0 0 1 x w x g x b x w ]T 将性能指标项写为状态变量以及输入信号的线性组合形式， 即： Y CX DU 其中： Cs Cs Ks Ks 0 m b m b m b m b D1 C0 0 0 1 1 1 1.2 被动悬架系统的 建立 m b C s 其中， A 为状态矩阵， B 为输入矩阵，其值如 下： 将车身加速度、轮胎动变形、悬架动行程作为性能指标，即：
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直接能量平衡控制策略 直接能量平衡控制策略是基于火力发电厂而提出的机炉协调控制策略,是为电站单元机组协调控制而设计的一种先进的控制方案。其从能量平衡的概念出发,将锅炉和汽机作为一个有机紧密联系的整体来控制,它以锅炉跟随为基础，将汽机的能量需求作为锅炉指令,在锅炉燃料调节器入口直接同锅炉的热量信号比较,使机、炉之间的能量供求关系得到快速平衡,进而简洁且有效地实现机炉一体化协调控制。 直接能量平衡策略中，能量需求信号是基于汽机对能量的要求计算出来的，这个能量要求称为"能量平衡信号"，它代表了在任何工况下汽机对蒸汽的需求量。"能量平衡信号"随着汽机调节阀的开度变化而变化，即使在故障或手动调节时，计算的结果也是正确的。能量平衡是通过直接控制输入炉膛的能量使之与能量需求信号相匹配而实现的，送入锅炉炉膛的能量通过对锅炉放热量的连续计算确定，直接能量平衡由燃料控制调节器维持。 能量平衡信号采用PS×P1/PT表示， 其中P1为汽机调节级压力，直接反映的是进汽流量也就是机组负荷 PT为机前压力即主汽门前压力 PS为机前压力设定值 P1/PT与汽机调节阀开度成正比，无论什么原因引起的调节阀开度变化，该值都能作出灵敏的反映，所以无论在静态或动态，PS×P1/PT可以表征定压运行或滑压运行等不同运行工况下汽机的能量输入（即汽机对锅炉的能量需求）。 输入能量必须同能量需求相匹配，输入的燃料量如采用给粉机转速等直接测量，易受制粉系统延迟，煤质变化等诸多因素的影响，在直接能量平衡控制策略中，采用热量信号P1+CdPb/dt作为燃料量反馈， 其中C为汽包锅炉的蓄热系数， Pb为锅炉汽包压力,其微分信号代表了锅炉蓄热量变化。 热量信号提供了一个在稳态和动态工况下都适用的燃料量工程测量方法。协调控制系统将能量平衡信号和热量信号直接引入锅炉燃料调节器入口，进入燃料调节器入口的能量偏差信号为: ef=PS×P1/PT-(P1+CdPb/dt) =P1×(PS-PT)/PT-CdPb/dt =ΔPT×P1/PT-CdPb/dt 式中：ΔPT=PS-PT为机前压力偏差。 在静态工况下，dPb/dt=0，有ef=ΔPT×P1/PT。燃料调节器的积分作用总是消除调节器入口偏差，使ef最终等于零。由于机组带负荷后，P1/PT恒不等于零，这就必须使ΔPT=0，即使机前压力PT等于给定值PS。可见，系统的燃料调节器具有保持机前压力PT等于给定值的能力，而无需另加压力校正调节器。 在动态工况下，汽包压力的微分信号具有防止PT过调，使过程稳定的作用。例如，由于锅炉内扰作用使PT增高时，ΔPT=PS-PT成为负值，dPb/dt将为正值，燃料调节器入口的偏差信号为负值，使燃料量输入减少，校正PT的上升。当PT开始回降时，dPb/dt变为负值，使燃料量得以增加，防止PT出现过调。直接能量平衡协调控制系统同时还设有能量平衡信号的动态前馈：（PS×P1/PT）×[d（PS×P1/PT）/]dt，用以补偿机前压力设定值变化或负荷变化时锅炉蓄能的变化和机、炉动态响应的差异。定压运行时，动态前馈补偿了负荷变化时要求改变汽包压力所需的锅炉蓄能变化。负荷不变时，则补偿机前压力定值提高所需的锅炉附加蓄能。而在滑压运行时，更要补偿负荷和机前压力二者同时变化时，要求汽包压
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汽车悬架的半主动控制系统MATLAB/SIMULNK仿真 S0705234 沙小伟 摘要:分析当前轿车的悬架系统，对之进行简化。首先建立其1/4模型，利用仿真软件MATLAB里面的附件Simulink对悬架的简化模型进行仿真，考察其加速度，输出位移等特性。在此基础上进一步建立悬架系统的1/2模型，继续考察车身的加速度，输出位移，转角等系列特性。Simulink软件在整个的仿真过程中显示出强大的能力。 关键词：汽车悬架，半主动控制，仿真 Abstract: Analyze the suspension system of modern car, and then simplify it. First the model was analyzed with 2 degrees of freedom by the software simulink. Based on this, and then building 12 degrees of the suspension system. Inspect the acceleration and rotation angle and some other characters. In the whole process, the software simulink displayed powerful capacity. Keywords: car suspension,semi – active control, simulation 引言 汽车悬架系统简介。悬架系统是车辆的一个重要组成部分。车辆悬架性能是影响车辆行驶平顺性、操作稳定性和行驶速度的重要因素。传统的被动悬架一般由具有固定参数的弹性元件和阻尼元件组成，被设计为适应某一种路面，限制了车辆性能的进一步提高。20世纪70年代以来工业发达国家就已经开始研究基于振动主动控制的主动、半主动悬架系统。 近年来随着电子技术、测试技术、机械动力等学科的快速发展，使车辆悬架系统由传统被动隔振发展到振动主动控制。特别是信息科学中对最优控制、自适应控制、模糊控制、人工神经网络等的研究，不仅使悬架系统振动控制技术在现代控制理论指导下更加趋于完善，同时已经开始应用于车辆悬架系统的振动控制[1]，使悬架系统振动控制技术得以快速发展。随着车辆结构和功能的不断改进和完善，研究车辆振动，设计新型悬架系统，将悬架的振动控制到最低水平是提高现代车辆质量的重要措施。 当代轿车的悬架系统。当代轿车悬架系统最常见的形式有：摇臂滑柱式(麦弗逊)、双A臂与多连杆式悬架系统。摇臂滑柱式悬架具有结构简单、成本低廉等优点。常见的欧洲车采用的较多。它存在的问题是：在持续颠簸的路面行驶，驾驶员容易疲劳，即车辆的操作稳定性不好，舒适性欠佳。但是由于其结构简单、易维修保养及成本低，因此在一些中低价位车上广泛地用着。 一些新型轿车上常见的多连杆式悬架系统，具有极佳的舒适性。多连杆式悬架系统的最大的优点是：其可平衡的达到其它悬架系统所达不到的性能要求，它是目前最先进的悬架系统。以日产兼具舒适性和操作稳定性智能型“QT悬架系统”为例，它具有极佳的操作稳定性转弯及直线行驶稳定性，能有效的克服路面的颠簸状况及改善制动时汽车的点头现象，可有效地降低车辆行驶的噪音[2]，使车内更加宁静，全面提高的汽车的舒适性，且具备结构简单，体积更小，噪音更小的优点。此种悬架极有可能成为未来悬架系统的主流。 双A臂悬架系统是一种兼具舒适性条件和操作稳定性的组合方案。但其成本高昂，生产工艺难度大，且要求具有极高的定位精度,因此只有在赛车和高价位车上才应用。双A臂悬架再加上防倾平衡杆，能很好的适应急转弯的操作。丰田LUXUS IS 200就装用了此类悬架，再加上低高宽比轮胎、创立了驾车者十分信赖的行车稳定性。
主动均衡和被动均衡
基本电池组设计原则： ?当第一个单电池充满电时，必须停止充电。 ?当第一个单电池无电时，放电必须终止。 ?弱蓄电池节比强蓄电池老化得更快。 ?弱蓄程度最高的电池节将最终限制电池组的可用电量（最弱环节）。 ?电池组中的系统温度梯度使运行在较高平均温度的电池节变弱。 ?在不使用均衡的情况下，在每个充放电周期中，最弱蓄和最强蓄单电池之间的电压差将增加。最终，其中一个单电将始终接近最大电压，而另外一个单电池接近最低电压→从而阻碍了电池组的充放电能力。 由于这些电池再也不会像它们最初使用时那么相互匹配，而且由于我的安装方式将使它们处于不同的温度环境中，我必须做好单电池均衡。 锂离子电池主要出现两种不匹配；充电不匹配和容量不匹配（请见图2）。充电不匹配在容量相同的单电池所容纳的充电量逐渐差生差别时出现。容量不匹配出现在同时使用初始容量不同的电池节时。由于电池组通常由几乎在同一时间生产的单电池组装而成，这些单电池的制造工艺也相差无几，所以单电池通常情况下匹配良好，只有充电普匹配会比较常见。然而，如果电池组由来源不明的单电池组装而成，或者在制造工艺方面差别很大的话，也有可能出现容量不匹配。 主要有两种电池均衡：被动均衡和主动均衡。这里列出了基本功能和它们各自的优缺点： 被动均衡： ?实现简单（硬件和软件） ?廉价 ?降低了充电不匹配 ?小均衡电流（小于1A） ?发热-浪费电能！ 主动均衡：
?效率更高 ?增加可用容量 ?减少充电和容量不匹配效应 ?更快的电池组充电时间 ?可在充电和放电过程中工作 ?较大的均衡电流（大于1A），以快速均衡大电池 ?更长的电池组使用寿命 ?混用/匹配全新/旧模块 ?可使用模块内的不匹配单电池（增加产量） ?看起来主动均衡才是正道！ 我决定使用手边的最积极主动的TI BMS。为了确保我始终能够从电池组获得最大电量，所有单电池之间的电压差保持在毫伏以内。由TI EM1401EVM电路板管理的电池使用全部TI部件来提供5A主动电池均衡（我设计的工作方式）。 图3显示了基本架构。其中一个BMS电路板被安装在电池节旁边，管理每个模块或电池组。 下面是这一车辆的主要技术规格：
基于LQR控制的主动悬架优化设计
基于LQR 控制的主动悬架优化设计 摘要：根据汽车行驶性能的要求，本文以1/4车辆模型为例，建立汽车的动力 学模型，利用线性二次最优控制理论对主动悬架的LQG 控制器进行设计，并运用MATLAB/simulink 对汽车动力学模型进行仿真。结果表明: 具有 LQG 控制器的主动悬架对车辆行驶 平稳性和乘坐舒适性的改善有良好效果。 关键词：主动悬架；被动悬架；LQG 控制器 引言 悬架系统是汽车的重要部件, 对于汽车的平顺性、操稳性和 安全性都有着重要的影响, 而主动悬架是悬架发展的必然方向。控制器的设计对于主动悬架性能的发挥起着重要的作用, 本文中以1/4汽车主动悬架为研究对象,建立汽车动力学模型和设计LQG 控制器算法,应用Matlab/Simulink 进行汽车系统的控制仿真。 1 基于线性二自由度汽车模型的建立 1.1 被动悬架系统的建立 车辆悬架系统是一个多输入多数徐彤，为了研究的方便性以及更好地与车辆行驶的情况相吻合，文本一1/4车辆模型为研究对象，车辆模型如图1所示。 图1：被动悬架车辆1/4模型 根据图1所示，建立一个被动悬架车辆1/4模型，首先建立运动微分方程： ()()()()()b b s b w s b w w w t w g s b w s b w m x K x x C x x m x K x x K x x C x x =----???=--+-+-??
整理得： ??? ? ?? ?+--+-+-+-=-+-+-+-=g w t b w t s b w s b w s b w s w b b s b b s w b s b s b x m K x m K K x m K x m C x m C x x m K x m K x m C xb m C x （1） 式中：s C 为悬架阻尼，s K 为悬架刚度。 选取状态变量和输入向量为： []w b w b x x x x X = g x U = 则可将系统运动方程及路面激励写成状态空间矩阵形式，即： BU AX X += 其中，A 为状态矩阵，B 为输入矩阵，其值如下： ?????? ?? ? ?????????---- -= 00 1 001w s s w s w s w s b s b s b s b s m K K m K m C m C m K m K m C m C A ???? ?? ????????=000w t m K B 将车身加速度、轮胎动变形、悬架动行程作为性能指标，即： T w b g w b x x x x x Y ][--= 将性能指标项写为状态变量以及输入信号的线性组合形式，即： DU CX Y += 其中： ??? ?? ? ? ???????---=11001000b b b b m Ks m Ks m Cs m Cs C ???? ? ?????-=010D 1.2 被动悬架系统的建立 如图2所示，
直接能量平衡
编者导读：本文以某电厂 2 ×300MW 机组DEB 设计和运行情况为背景，阐述并分析了采用直接能量平衡策略的技术原理、工程实现、过程实际响应以及运行效果。结果表明：DEB 协调控制策略的控制目标直接、明确活，而且具有适应性强、稳定性好等特点。 0 前言大型火力发电机组由于机组容量大、运行参数高，若运行操作不当将对机组本身甚至电网的安全带来很大的危害，故对自动控制的要求和依赖越来越高。发电机组自动控制的最终目标是安全快速地满足电网的负荷需求并保证电力品质，由于组成火力发电机组的锅炉和汽轮机对负荷响应特性的差异很大，所以在设计机组级控制时必须充分考虑这两个对象的不同特性，使锅炉和汽轮机协调地运转，以机组实际最大能力来满足电网的要求。 协调控制系统CCS （Coordinated Control System ）的任务是协调锅炉和汽轮机两个不同的工艺系统共同来满足电力负荷需求。因此，协调控制系统的设计应将锅炉和汽轮机作为一个整体来考虑，使机组在实际能力下，能最大限度地满足电网要求的发电数量（功率）和质量（频率），确保发电机组安全、稳定、经济地运行，这是协调控制的基本要求。协调控制系统在理论上可以有许多方法来实现，但对于一个特定的发电机组来说，当主设备和工艺系该选择一种最适合该机组特定条件的技术方案作为控制系统设计的基本策略。随着分散控制系统（DCS ）熟，为火电机组实现复杂的协调控制创造了技术和物质的基础。本文阐述的是DEB 直接能量平衡控制系统制策略以及机组在协调控制方式下的实际负荷响应情况，采用的系统硬件是MAX1000 分散控制系统。 1 DEB 原理分析[1] 直接能量平衡（Direct Energy Balance ；DEB ）协调控制系统是由美国原Leeds & Northrup 公司创立的美国metsoMAX 公司继承此项技术，上海自动化仪表股份有限公司通过技术引进获得使用许可）。其著名的表式中P TS 为机前压力设定值；P 1 为汽机一级压力；P T 为机前压力；P D 为汽包压力；C b 为锅炉蓄热左边是汽机的能量需求信号，等式的右边是锅炉的热量信号。 DEB 实质上是以锅炉跟随为基础的协调控制，汽机侧控制功率，同时以汽机的能量需求作为锅炉负荷指令炉的热量信号相平衡，而满足这种平衡的控制手段是调节输入锅炉的燃料量，因此在燃料调节器入口代表燃料
电控悬架系统的控制原理和控制方法
1、弹性元件 空气弹簧 在空气悬挂系统中，空气弹簧代替了普通悬挂系统的螺旋弹簧。他有一个被卡紧在弹簧底部活塞上的合成橡胶和塑料膜片，一个端盖固定在膜片的上部，并且在端盖上有空气弹簧阀。通过空气弹簧的充气或者放气，保证了恒定的车辆纵倾高度。前空气弹簧安装在控制臂和横梁之间。空气弹簧的下端用卡箍卡紧在控制臂上，而在上端安装在横梁的弹簧座上。前减震器和弹簧是分开安装的。 空气弹簧电磁阀 在每个空气弹簧的上部都安装了一个空气弹簧电磁阀，并且正常情况下电磁阀是关闭的。当电磁阀线圈通电时，活塞移动就会使得到空气弹簧的气路打开。上面这种情况下，空气就会进入空气弹簧，或者从空气弹簧排出。在阀的末端安装了两个O形密封圈，用来密封空气弹簧罩。而阀就安装在类似于散热器承压盖的两成转动作用的空气弹簧罩内。 空气压缩机 空气压缩机的单活塞通过曲轴和连杆带动在缸体内上下运动。电枢连接在曲轴上，因此，电枢的转动就会使得活塞上下运动，当压缩机的输入端接上12V电源时，电枢就开始转动了。在缸体的顶部有进气阀和排气阀。压缩机上安装的硅胶干燥器去除了进入系统空气中的水分。 2、传感器 高度传感器 在空气悬架系统中，位于下控制器臂和横梁之间有2个前高度传感器，而在悬架和车架之间有一个后高度传感器。每个高度传感器都有一个安装传感器上端的磁性滑块。当车辆行程高度发生变化时，磁性滑块就会在传感器下壳内上下运动。传感器下壳上有2个通过电线束连接在控制模块上的电子继电器。 车辆动态悬挂（VDS）系统 车辆动态悬挂（VDS）系统由以下部件组成： 1，双位维护开关； 2，2个前高度传感器； 3，1个后高度传感器； 4，有内部电磁排气阀和空气干燥器的压缩机； 5，控制模块； 6，空气管路； 7，前后混合空气弹簧和减震器； 8，4个空气弹簧电磁阀； 9，压缩机继电器。
主动悬架LQG最优控制设计
主动悬架LQG最优控制设计 吕福麟 113085234379 摘要：根据汽车行驶性能的要求，建立二自由度的1/4汽车动力学模型，利用最优控制理论对主动悬架的LQG（Linear Quadratic Gaussian）控制器进行设计，运用MATLAB/simulink对模型仿真，对比主动悬架与被动悬架在控制效果上的差别。仿真结果表明，具有LQG控制器的主动悬架可以明显的提高汽车行驶的操稳性能。 关键词：主动悬架；LQG控制器；MATLAB/simulink；仿真结果ABSTRACT：According to the requirement of the vehicle driving performance,a 2-degree-of-freedoms 1/4 car dynamic model was build.LQG(Linear Quadratic Gaussian) controller for active suspension was designed with the optimal control law,MATLAB/simulink was used to simulation the model,compared the difference of control performance with active suspension and passive suspension.The result of simulation show that it could improve the car driving handling and stability with LQG controller. Key Words:active suspension,LQG controller,MATLAB/simulink,simulation result 1前言 传统的悬架主要由弹性元件、减震器和导向装置组成，他们的阻尼和刚度已经确定就不便于调节，而且只能在特定的路面激励和特定的车速下才能达到最优控制，灵活性较差。不能满足人们对驾驶舒适性和操纵稳定性的要求。为了解决这个问题，主动悬架控制渐渐得到发展，他与被动悬架的主要区别在于可以根据不同路面激励和行驶状况，自行调节车辆的动态，从而满足人们对行驶的要求。本问就是在此基础之上研究主动悬架的最优控制。 2 2自由度1/4车辆模型的建立
汽车空气悬架的现状及发展趋势
万方数据
汽车空气悬架的现状及发展趋势 作者：喻凡， 黄宏成， 管西强 作者单位：上海交通大学 刊名： 汽车技术 英文刊名：AUTOMOBILE TECHNOLOGY 年，卷(期)：2001(8) 被引用次数：34次 参考文献(8条) 1.Bill V Like Riding on Air - Firestone Industrial Moves Air Ride to Light Trucks 2.GB/T13061-1991.汽车悬架用空气弹簧橡胶气囊 3.John W Heavy Truck Suspension Dynamics: Methods for Evaluating Suspension Road Friendliness and Ride Quali-10-ty 4.Jon B Air Suspension Factors in Driveline Vibration 5.丁良旭空气弹簧悬挂的计算机模拟 1997(01) 6.Yoyofuku K Study on Dynamic Characteristic Analysis of Air Spring with Auxiliary Chamber 1999 7.REVANS J R Rail Vehicle Dynamic Simulation Using VAMPIRE 1999(31) 8.董学锋膜片空气弹簧的设计计算 1990(03) 引证文献(34条) 1.任萍丽.潘公宇.刘斌电控空气悬架控制器设计与仿真研究[期刊论文]-机械设计与制造 2010(2) 2.樊爱琼基于空气弹簧的农用机车物理减震仿真研究[期刊论文]-安徽农业科学 2010(15) 3.郑明军.王海花.王渊空气弹簧弹性特性理论分析与试验研究[期刊论文]-噪声与振动控制 2009(3) 4.杨斌汽车空气悬架系统综述[期刊论文]-铜陵学院学报 2009(1) 5.李仲兴.王存保.单红艳空气悬架大客车平顺性仿真与试验研究[期刊论文]-拖拉机与农用运输车 2009(4) 6.高渐宝.严天一某型6×4载货汽车空气悬架系统设计分析[期刊论文]-中国制造业信息化 2009(13) 7.单红艳空气弹簧的弹性特性分析[期刊论文]-农业装备与车辆工程 2009(11) 8.张利国.张嘉钟.徐敏强.黄文虎大型飞机机载设备隔振空气弹簧垂向刚度研究[期刊论文]-机械设计与制造2009(12) 9.袁春元电子控制空气悬架研究和发展[期刊论文]-拖拉机与农用运输车 2008(3) 10.鲍卫宁.陈立平.张云清.张广世汽车耦合空气弹簧悬架系统动力学模型的研究[期刊论文]-汽车工程 2008(3) 11.熊顺源.鲍卫宁.黄卫平.刘超英空气悬架C形托架有限元分析[期刊论文]-机械设计与制造 2008(4) 12.袁宗辉空气弹簧的应用探究[期刊论文]-江苏科技信息 2008(4) 13.丁建超提高工程车辆舒适性的技术研究[期刊论文]-北京建筑工程学院学报 2008(1) 14.袁玉亮基于模糊控制的空气悬架模型建立[期刊论文]-北华航天工业学院学报 2008(6) 15.李卫.严世榕电子控制空气悬架发展综述[期刊论文]-福建工程学院学报 2008(z1) 16.黄卫平.鲍卫宁汽车用空气弹簧垂向弹性特性分析与计算[期刊论文]-机械 2008(8) 17.罗福祎.王增才.张长冲.程军空气悬架对提高车辆抗倾翻能力的分析[期刊论文]-农业装备与车辆工程 2007(7) 18.胡芳非线性空气悬架模型的理论研究及实车试验[期刊论文]-合肥工业大学学报（自然科学版） 2007(11) 19.易建军.孙英策.季白杨.关懿峰.董金祥基于随机线性最优控制理论的车辆主动悬架控制器的设计研究[期刊论
LS-DYNA中的能量平衡
LSDYNA中的能量平衡time........................... 4.99735E-03 time step...................... 4.45000E-06 kinetic energy................. 3.80904E+09 internal energy................ 5.15581E+09 spring and damper energy....... 1.00000E-20 hourglass energy .............. 1.34343E+08 system damping energy.......... 0.00000E+00 sliding interface energy....... 1.72983E+07 external work.................. 4.54865E+09 eroded kinetic energy.......... 0.00000E+00 eroded internal energy......... 0.00000E+00 total energy................... 9.11649E+09 total energy / initial energy.. 1.09716E+00 energy ratio w/o eroded energy. 1.09716E+00 global x velocity.............. -6.63878E+01 global y velocity.............. 3.44465E+02 global z velocity.............. -1.86129E+04 time per zone cycle.(nanosec).. 11286 GLSTAT(参见*database_glstat)文件中报告的总能量是下面几种能量的和： 内能 internal energy 动能 kinetic energy 接触(滑移)能 contact(sliding) energy 沙漏能 houglass energy 系统阻尼能 system damping energy 刚性墙能量 rigidwall energy GLSTAT中报告的弹簧阻尼能”Spring and damper energy”是离散单元(discrete elements)、安全带单元(seatbelt elements)内能及和铰链刚度相关的内能(*constrained_joint_stiffness…)之和。而内能”Internal Energy”包含弹簧阻尼能”Spring and damper energy”和所有其它单元的内能。因此弹簧阻尼能”Spring and damper energy”是内能”Internal energy”的子集。由SMP5434a版输出到glstat文件中的铰链内能”joint internal energy”跟*constrained_joing_stiffness不相关。它似乎与*constrained_joint_revolute(_spherical,etc)的罚值刚度相关连。这是SMP 5434a之前版本都存在的缺失的能量项，对MPP 5434a也一样。这种现象在用拉格朗日乘子(Lagrange Multiplier)方程时不会出现。与*constrained_joint_stiffness相关的能量出现在jntforc文件中，也包含在glstat文件中的弹簧和阻尼能和内能中。回想弹簧阻尼能”spring and damper energy”，不管是从铰链刚度还是从离散单元而来，总是包含在内能里面。在MATSUM文件中能量值是按一个part一个part的输出的(参见*database_matsum)。沙漏能Hourglass energy仅当在卡片*control_energy中设置HGEN项为2时才计算和输出。同样，刚性墙能和阻尼能仅当上面的卡片中RWEN和RYLEN分别设置为2时才会计算和输出。刚性阻尼能集中到内能里面。
车辆主动悬架最优控制讲课稿
车辆主动悬架最优控 制
车辆主动悬架的控制研究 悬架是汽车的重要装置之一，它对汽车的平顺性、操纵稳定性、通过性等多种使用性能有着很大的影响。设计优良的悬架系统，对提高汽车产品质量有着极其重要的意义。目前，汽车上普遍采用的是弹性元件和减震器组成的常规悬架，从控制力学的角度，将这种悬架称为被动悬架。实践和研究结果都表明，常规悬架受到许多限制，即使采用优化方法来设计也只是将其性能改善到一定程度。为了克服常规悬架对其性能改善的限制，在汽车中采用和发展了新型的主动悬架。主动悬架能够根据路面情况及汽车运行的实际状态进行最优反馈控制，使汽车整体行驶性能达到最佳。主动悬架的主要特点是能够主动提供能量，与传统被动悬架相比，其最大的优点在于具有高度的自适应性。 一、 车辆主动悬架系统建模 主动悬架的分析模型如图3.3所示，图中u 为主动悬架执行机构的作用力。 主动悬架的运动微分方程为： ????? ---==)(01..11.. 22x x k u x m u x m t (1) 状态变量、输出向量的选取同被动悬架，且为了便于与被动悬架的比较分析，选取与被动悬架模型相同的输入信号，路面激励仍为选白噪声)(t ω， 根据微分方程组（1），建立如下所示的状态方程和输出方程 ?????+=++=Eu Cx y t D Bu Ax x )(ω。 （2）
式中： ????????????? ?--=00 01000 000010101 m k A t ；????????????????-=121010m m B ；????????????=0100D ； ??????????=010*********C ；???? ??????????=0012m E 汽车悬架可认为是一种连续线性的随机最优控制系统，由最优线性滤波器串接确定性调节器的最优反馈增益系数矩阵组成。这两部分参数可分别加以确定。对于控制要求的性能指标是二次函数积分型的调节器问题，外界干扰是高斯白噪声，综合性能指标为： dt t u t R t u t X t Q t X u J T T ?∞ +=0)]()()()()()([)( (3) 此处认为汽车主动悬架的最优控制器为一个终端时间无限的线性调节器，问题仍是寻找最优控制)(t u ，使目标函数J 取极小。线性调节器的主要问题之一是如何选择Q 、R 阵以获得比较满意的控制过程动态响应，计算机仿真可以解决这个问题。 在悬架设计中，为提高汽车的操纵稳定性和行驶平顺性，应使簧载质量垂直加速度、悬架动扰度及轮胎动变形较小。此外，从实现控制的角度来看，应使所需的控制能量较小。因此式(3)可写为 ?∞ +-+-=022*******])()([dt Ru x x q x x q J (4) 或写为 ?∞ +=0 2][dt Ru QX X J T (5) 其中 ?????? ??? ???=00 000000000001 2 q q Q 这里，q 1——轮胎动变形加权系数
电控空气悬架的阻尼控制方法-定稿
说明书摘要 本发明提供一种电控空气悬架的阻尼控制方法，将电控空气悬架的阻尼控 制过程分解为直线行驶工况下的车身高位模式、车身中位模式、车身低位模式以及转向工况下的转向模式，并按照切换控制策略来实现前述阻尼控制过程， 前述工作模式之间的切换过程由一模糊监督控制器施加模糊监督控制，通过对5 阻尼力局部控制器的输出进行逐步加权和得到系统最终的控制输入，其中直线行驶工况与转向工况之间的切换依据为方向盘转角，车身高度切换依据为车速、路面状况以及持续时间。本发明的方法可实现阻尼控制过程对行驶工况的实时跟踪，对切换过程进行监督控制，解决系统在模式切换过程中的失稳和振荡问题，提高电控悬架在全局工况下的整体性能。 10
摘要附图
权利要求书 1. 一种电控空气悬架的阻尼控制方法，其特征在于，将电控空气悬架的阻 尼控制过程分解为直线行驶工况下的车身高位模式、车身中位模式、车身低位模式以及转向工况下的转向模式，并通过阻尼力局部控制器按照切换控制策略5 来实现前述阻尼控制过程，前述工作模式之间的切换过程由一模糊监督控制器施加模糊监督控制，通过对阻尼力局部控制器的输出进行逐步加权和得到系统最终的控制输入，其中直线行驶工况与转向工况之间的切换依据为方向盘转角，车身高度切换依据为车速、路面状况以及持续时间。 2. 根据权利要求1所述的电控空气悬架的阻尼控制方法，其特征在于，在10 直线行驶工况下，当车辆进入新的行驶工况且持续时间大于一参考时间时，工作模式才进行切换；转向模式的进入和退出依据为方向盘转角。 3. 根据权利要求1所述的电控空气悬架的阻尼控制方法，其特征在于，前 述各工作模式之间的切换控制策略如下： 1）当方向盘转角大于参考转角，系统进入转向模式； 15 2）当方向盘转角小于参考转角，车辆的行驶速度达到进入车身低位模式下的临界速度，且持续时间大于参考时间，进入车身低位模式； 3）当方向盘转角小于参考转角，车辆的行驶速度小于进入车身低位模式下的临界速度，悬架动行程的均方根值小于表征路面较差的均方根值，且持续时间大于参考时间，进入车身中位模式； 20 4）当方向盘转角小于参考转角，悬架动行程的均方根值大于表征路面较差的均方根值，且持续时间大于参考时间，进入车身高位模式。 4. 根据权利要求3所述的电控空气悬架的阻尼控制方法，其特征在于，前 述临界速度为车辆在高速行驶时空气阻力和滚动阻力大致相当时的行驶速度，前述均方根值为车辆在E级路面上行驶时的悬架动行程均方根值。 25 5. 根据权利要求1所述的电控空气悬架的阻尼控制方法，其特征在于，前 述方法中，直线行驶工况下各工作模式的阻尼力局部控制器为模糊PID控制器，
悬架技术现状及发展趋势
悬架技术现状及发展趋势 李辰20071099 车辆工程1班03110701 悬架系统是汽车的重要组成部分之一。汽车悬架系统是指连接车身和车轮之间全部零部件的总称，主要由弹簧、减振器和导向机构三大部分组成，其作用是传递车轮和车架之间的一切力和力矩，并且缓和由不平路面传给车架（或车身）的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车的平顺行驶。当汽车行驶在不同路面上而使车轮受到随机振动时，由于悬架装置实现了车体和车轮之间的弹性支承，有效地抑制、降低了车体与车轮的动载和振动，从而保证汽车行驶的平顺性和操纵稳定性，达到提高平均行驶速度的目的。 舒适性是轿车重要的性能之一。舒适性与车身的固有振动特性有关，而车身的固有振动特性又与悬架的特性相关。所以，汽车悬架是保证乘坐舒适性的重要部件。同时，汽车悬架作为车架(或车身)与车轴(或车轮)之间作连接的传力机件，又是保证汽车行驶安全的重要部件。因此，轿车悬架往往列为重要部件编入轿车的技术规格表，作为衡量轿车质量的指标之一。 现代轿车的悬架都有减振器。当轿车在不平坦的道路上行驶，车身会发生振动，减振器能迅速衰减车身的振动，利用本身的油液流动的阻力来消耗振动的能量。人们为了更好地实现轿车的行驶平稳性和安全性，将阻尼系数不固定在某一数值上，而是能随轿车运行的状态而变化，使悬架性能总是处在最优的状态附近。因此，有些轿车的减振器是可调式的，将阻尼分成两级或三级，根据传感器信号自动选择所需要的阻尼级。 在现代轿车悬架上，麦弗逊式及烛式悬架都将螺旋弹簧和减振器组合在一起，这是因为乘坐的舒适性有赖于对冲击的缓冲和对冲击产生的振动的消减两个方面，缺一不可。只有缓冲没有消振只能暂时缓和冲击力的影响而不能最终使它消失；只有对振动的消减而没有缓冲则不能有效地避免冲击所造成的破坏。螺旋弹簧是缓冲元件，它具有不需润滑，不怕污垢，重量小且占空间位置少的优点。当路面对车轮的冲击力传到螺旋弹簧时，螺旋弹簧产生变形，吸收车轮的动能，转换为螺旋弹簧的位能(势能)，从而缓和了地面的冲击对车身的影响。 但是，螺旋弹簧本身不消耗能量，储存了位能的弹簧将恢复原来的形状，把位能重新变为动能。如果单独使用弹簧而没有消振元件，汽车就会像杂技演员跳“蹦蹦床”一样，受到一次冲击后连续不断地上下运动。因此，螺旋弹簧与减振器组合使用是一种力学上的巧妙组合，充分利用二者的特点，能够即时缓冲地面的冲击，并在螺旋弹簧几个来回过程中拖动减振器活塞，驱动油液把大部分振动能量吸收掉，使得汽车迅速平稳下来。 为了提高轿车的舒适性，现代轿车悬架的垂直刚度值设计得较低，用通俗话来讲就是很“软”，这样虽然乘坐舒适了，但轿车在转弯时，由于离心力的作用会产生较大的车身倾斜角，直接影响到操纵的稳定性。为了改善这一状态，许多轿车的前后悬架增添横向稳定杆，当车身倾斜时，两侧悬架变形不等，横向稳定杆就会起到类似杠杆作用，使左右两边的弹簧变形接近一致，以减少车身的倾斜和振动，提高轿车行驶的稳定性。