消防救援车为了容纳大量的救援设备车身往往较大,这带来了机动性差的缺陷;同时传统消防救援车多采用被动悬架系统,限制了车辆的越野通过性,难以适应复杂的路况。本文依托国家重点研发计划(项目编号:2016YFC0802900)项目子课题,对消防救援车悬架系统展开研究,采用烛式半主动油气悬架系统,分析其对整车稳定性的影响规律,制定了最优控制策略来提高消防救援车在特殊地形下的通过性。本文首先采用数学建模方法对单轮1/4车体进行研究,得到了悬架系统弹性力和阻尼力的变化规律,表明了可以通过控制悬架系统的阻尼来实现相关性能指标的优化效果,为后续整车分析提供理论支撑。在1/4车体研究基础上,对关键元件液压缸、蓄能器等数值变化对系统的影响进行数学分析,并在AMESim中搭建1/4车体系统模型,分析悬架系统相关性能指标的变化规律,验证了方案的可行性。其后对悬架系统控制策略进行了研究,采用LQR线性最优控制策略来控制系统的最优阻尼力。结合现代控制理论相关知识,根据1/4车体数学模型建立整车的数学模型,并建立相应的控制模型,得到控制策略基础上的最优控制参数。设计半主动控制器并建立随机路面模型,通过Simulink仿真模拟得出控制规律及随机路面响应结果,证明了理论研究的可行性,为后期整车系统的控制工作提供理论基础。为了解决AMESim不便于开发阻尼控制器的问题,实现系统最优控制目标,采用AMESim和Simulink联合仿真,对系统控制力(即阻尼力)数据进行交互,从而实现半主动控制策略以及完成对悬架系统多个目标的观测。首先通过1/4车体仿真结果证明了LQR最优控制策略的优化效果明显。继而在联合仿真平台基础之上建立装有被动悬架和半主动悬架的整车模型(系统模型、控制器模型和路面模型等),并对整车模型进行稳定性分析,对比车辆在不同工况下车辆质心加速度、悬架动挠度、侧向加速度等参数的仿真结果,表明本文悬架系统提高了整车稳定性和越野通过性。最后开发了基于烛式半主动油气悬架系统的消防救援车样机,对悬架系统进行了随机路面及蛇形路面下的试验测试,数据表明整车质心加速度、侧倾角等参数指标基本满足消防救援车行驶在特定工况下对悬架系统的要求。