随着环保和节能的观念不断加强,越来越多的消费者开始选择电动汽车作为主要交通工具。由于国家政策的扶持,汽车企业对电动汽车研发的投入逐年增长。轮毂电机式电动汽车作为电动汽车的一个发展方向,因其独特的驱动方式,与传统驱动汽车相比具有操控性强、集成度高以及占用空间少等优点。然而,由于轮毂电机的引入,导致轮毂电机式电动汽车存在非簧载质量增加和轮毂电机激励的负效应问题。因此,采用合适的措施对轮毂电机式电动汽车平顺性进行改善,具有理论研究价值和实际应用意义。目前,针对轮毂电机式电动汽车平顺性主要存在轮毂电机轻量化、传统悬架优化、动力吸振器应用和智能悬架开发四种改善措施。前三种改善措施效果一般或应用具有局限性,本文选择引入半主动悬架研究轮毂电机式电动汽车平顺性改善问题。针对轮毂电机式电动汽车悬架控制研究,已经开展了诸多相关研究工作。但是,已有研究大多基于1/4车辆模型,平面模型和空间模型较少,对采用的路面激励时域模型的合理性缺乏探讨,采用的控制策略较少考虑到轮毂电机激励的影响,与实际控制执行机构结合也少。针对轮毂电机式电动汽车平顺性及其悬架控制研究面临的问题,依托中国汽车产业创新发展联合基金重点研究项目和省校共建项目,本文建立基于Padé逼近的前后轮路面激励时域模型和汽车四自由度平面模型,仿真分析Padé逼近的阶次对汽车平面模型平顺性的影响,找出Padé逼近的最佳阶次,以此建立的路面激励模型用于后续仿真;建立磁流变减振器正模型,通过NARX神经网络建立其逆模型;建立轮毂电机式电动汽车平面模型,分析电机激励对被动悬架、天棚控制策略、地棚控制策略和天棚-地棚混合控制策略的影响,通过对比选出较好的控制策略,引入JADE算法和FxLMS算法进行自适应优化,并将其控制效果通过磁流变减振器逆模型实现。主要内容如下(1)研究了Padé逼近的基本原理,推导出指数函数Padé逼近及其在滞后系统中B应用的时域通用公式。基于前轮路面激励滤波白噪声描述和指数函数Padé逼近,建立了前后轮路面激励的时域模型。基于汽车平面模型和所建的路面激励模型,建立了平顺性时域和频域仿真方法,在1~6阶Padé逼近下,开发了前后轮路面激励时域模型和汽车四自由度平面模型的Simulink仿真模型。以频域仿真结果作为基准,设计了比较方案,选取相对误差和相对误差平均值为比较指标,仿真分析了Padé逼近阶次对汽车平顺性的影响,找出最佳的阶次作为后续仿真输入的依据。(2)给出磁流变减振器Bouc-Wen现象模型的数学描述,建立了相应的Simulink仿真模型,从位移幅值、激励频率和电压强度三方面分析了Bouc-Wen现象模型的响应特性。总结了NARX神经网络的基本原理和MATLAB实现,确定了训练样本,设计了一系列试验方案,选择均方根值和相关系数作为评价指标,分析每种方案的训练测试效果,找出最佳的试验方案,以此建立磁流变减振器逆模型。(3)建立了开关磁阻电机激励模型和包含被动悬架的轮毂电机式电动汽车平面模型,开发了包含被动悬架的轮毂电机式电动汽车平面Simulink仿真模型,仿真分析了电机激励对被动悬架轮毂电机式电动汽车平顺性评价指标的影响。阐述了天棚、地棚和天棚-地棚混合控制策略的原理,建立了轮毂电机式电动汽车平面控制Simulink仿真模型,仿真分析了电机激励对三种控制策略效果的影响。引入JADE算法对天棚-地棚混合控制策略进行自适应优化,仿真发现其对俯仰角加速度的改善并不理想。再引入FxLMS算法对天棚-地棚混合控制策略进行自适应优化,仿真对比了两种自适应优化的结果。(4)建立了基于磁流变减振器的轮毂电机式电动汽车平面模型及其Simulink仿真模型,研究磁流变减振器逆模型应用的基本原理,制定了磁流变减振器逆模型应用效果的评价方案。阐述了磁流变减振器逆模型仿真实现的过程,选取相对误差作为评价指标,仿真评价了磁流变减振器逆模型的应用效果。上述研究结果表明,Padé逼近阶次对路面激励模型影响较大,选择合适的阶次用于仿真比较重要。电机激励对轮毂电机式电动汽车悬架控制策略影响较大,考虑电机激励更符合实际。采用JADE算法和FxLMS算法对控制策略进行自适应优化,并结合磁流变减振器逆模型的应用,可以为轮毂电机式电动汽车悬架控制研究提供一定的理论和方法的参考。