轮式装载机是工程机械中发展较为迅速、产销量及市场需求较大的机种之一，其对于减轻施工人员的劳动强度、加快工程建设速度以及保障工程建设质量具有重要意义。然而，轮式装载机经常需要在工地上进行短途穿梭式作业，工作环境恶劣、行驶路面较差，极易对装载机形成强烈的冲击和振动，从而引起结构件的疲劳损坏以及危害驾驶员的身心健康。随着用户对装载机作业舒适性要求的逐渐提高，改善轮式装载机减振性能迫在眉睫、势在必行，同时也是我国自主品牌装载机向高质量、高性能方向发展的必经之路。
　　驾驶室及座椅半主动悬架是提高轮式装载机减振性能的有效措施之一，其中，结构简单、性能可靠、成本低廉的可调阻尼减振器及其有效的阻尼状态控制策略是研究的难点和关键。针对这一问题，本文提出一种基于高速开关电磁阀的新型可调阻尼减振器，并将其应用于轮式装载机驾驶室及座椅半主动悬架之中。结合该减振器的阻尼实际控制特点，创新设计了基于变论域模糊和权重系数自适应调整混杂模型预测控制理论的阻尼状态控制策略，以期为进一步提升轮式装载机的作业舒适性提供新的理论基础和技术支持。
　　首先，完成了阻尼多状态切换减振器的结构设计及特性分析。设计了基于高速开关电磁阀的新型可调阻尼减振器，分析了减振器实现阻尼多状态切换的工作机理，基于流体力学理论分别建立了减振器复原行程和压缩行程阻尼特性数学模型，掌握了阻尼调节装置中单向阀及开关电磁阀主要结构参数对减振器阻尼特性的实际影响规律，在此基础上，进一步结合悬架振动理论确定了减振器的主要结构参数，仿真分析了减振器的阻尼特性，研制了阻尼多状态切换减振器工程样机，通过台架试验验证了减振器实际阻尼特性与目标阻尼特性的高度一致性。
　　其次，建立了含阻尼多状态切换减振器的轮式装载机驾驶室悬架系统振动模型。在获取减振器不同阻尼模式下的阻尼系数基础上，构建了基于电磁阀开关状态的减振器阻尼特性模型，对四轮相关随机路面输入特性和发动机旋转振动激励特征进行了深入分析，掌握了装载机工作装置的振动特性机理，最终建立了包含减振器阻尼状态模型、工作装置振动模型、四轮相关随机路面激励模型以及发动机旋转振动激励模型等在内的轮式装载机整车11自由度振动模型，为轮式装载机驾驶室半主动悬架的阻尼控制策略设计奠定了重要基础。
　　第三，设计了轮式装载机驾驶室半主动悬架阻尼变论域模糊控制策略。分析了模糊控制原理及其改进方法，结合驾驶室悬架的振动控制要求，完成了基于阻尼多状态切换减振器的装载机驾驶室半主动悬架阻尼模糊控制策略设计，对其控制性能进行了仿真分析，在此基础上，进一步采用变论域模糊控制理论对装载机驾驶室半主动悬架阻尼控制策略进行了改进和优化，确定了变论域伸缩因子的选取方案，仿真验证了驾驶室半主动悬架阻尼变论域模糊控制策略的性能优势。
　　第四，实现了含阻尼多状态切换减振器的轮式装载机半主动座椅悬架混合逻辑动态建模。以装载机半主动座椅悬架作为研究对象，确定了减振器阻尼控制过程中存在的多种离散工作模式，建立了反映系统连续动态过程切换行为的离散事件集合，在此基础上，结合混杂系统描述语言HYSDEL对装载机半主动座椅悬架阻尼控制过程中连续动态过程与离散事件之间的相互耦合机理进行了有效编译，最终形成系统阻尼控制过程混合逻辑动态模型的规范形式。
　　最后，进行了基于权重系数自适应调整的轮式装载机半主动座椅悬架阻尼混杂模型预测控制策略设计。以降低驾驶员垂向振动加速度及座椅悬架动行程为主要控制目标，同时防止减振器电磁阀开关状态在阻尼控制过程中出现频繁切换的现象，基于权重系数自适应调整的混杂模型预测控制理论进行了半主动座椅悬架阻尼控制策略设计，通过建立反映系统实际控制要求的目标函数，将半主动座椅悬架阻尼控制问题归结为一类受约束有限时域优化控制问题，而后再将其转化为混合整数二次规划问题进行求解，从而得到装载机半主动座椅悬架的阻尼优化控制律。
　　研究表明，所提出的基于高速开关电磁阀的可调阻尼减振器及其阻尼状态控制策略能够有效提升轮式装载机驾驶室及座椅半主动悬架的振动控制性能，其中，相较于传统被动悬架，驾驶室垂向振动加速度降幅达29.2%，侧倾角加速度降幅达18.2%，俯仰角加速度降幅达18.9%，驾驶室悬架动行程控制在±0.04m，座椅处驾驶员垂向振动加速度降幅达17.5%，座椅悬架动行程控制在±0.02m，轮式装载机作业舒适性得到了显著提升。此外，由于所建半主动座椅悬架混合逻辑动态模型中包含了反映电磁阀开关状态的离散变量，因此，所设计的阻尼混杂模型预测控制律还能实现阻尼控制过程中电磁阀开关状态的直接控制，不仅提高了系统控制性能，同时有效抑制了电磁阀开关状态在短时间内出现频繁切换的现象，显著提高了电磁阀的使用寿命。研究工作对于提升轮式装载机减振系统设计及其控制领域的研究水平具有一定意义。