惯容器为新型机械元件,其提出使机械网络由“质量-弹簧-阻尼器”网络升级到“惯容器-弹簧-阻尼器”网络,实现了机械网络与电学网络的严格对应。由此,电学网络中的许多研究方法与技术可以迁移至机械网络设计中,使得振动传递与抑制的研究方法发生了深刻改变。以惯容器元件所产生的动惯性效应为基础的动惯性悬架系统,是近年来车辆悬架领域的研究热点之一。如何有效利用惯容器元件,发掘其在机械网络中的潜在作用机理,实现车辆乘坐舒适性与道路友好性的进一步提升,创新发展悬架设计理论,是应用动惯性悬架车辆垂向动力学研究需要突破的核心问题。本文对传统混棚阻尼理论进行推广,从机械网络和控制规则的角度出发,提出了广义混棚规则（General skyhook-groundhook hybrid principle,以下简称Gen Hook）。主要研究目的为:（1）将惯容器应用于机械网络与控制中,避免目前传统“弹簧-阻尼”结构悬架性能之间的制约;（2）改善车辆的乘坐舒适性与道路友好性;（3）为悬架设计与悬架控制提供新的思路。本文分析了传统天棚阻尼、传统地棚阻尼以及传统混棚阻尼隔振机理的局限性,从机电相似性与控制规则角度,将传统天棚阻尼、地棚阻尼以及混棚阻尼中纯阻尼元件的概念推广到“惯容-弹簧-阻尼”体系,提出Gen Hook规则。同时,分别从Gen Hook机理、动惯性悬架模型、控制策略相位差三个方面分析了应用Gen Hook的车辆动惯性悬架隔振性能变化规律。首先,基于Gen Hook规则,建立“车身-动惯性悬架-轮胎”耦合模型,研究广义机械网络元件的振动抑制作用规律,通过结构法和阻抗法分别设计广义混棚动惯性悬架的理想模型,采用自适应步长鱼群优化算法对广义混棚动惯性悬架参数进行优化设计,得到性能优良的车辆广义混棚动惯性悬架理想模型。仿真结果表明广义混棚动惯性悬架理想模型与传统悬架相比,其性能得到显著的改善。其次,为实现惯容器惯质系数的可控,本文基于机电液相似性,设计了一种基于流体惯容原理的可控流体惯容器（Controllable fluid inerter,CFI）装置,并建立了理想状况下的装置模型、考虑寄生阻尼因素与摩擦因素的非线性模型,考虑液气混合因素、寄生阻尼因素和摩擦因素的复杂非线性模型,对其进行了研究对比,分析了混气状态对装置的不利影响,为CFI装置的研制打下了理论基础。再次,基于CFI设计理论,研制了装置样机,并进行了台架试验,结果表明:所研制的CFI装置达到了设计要求,能够实现车辆动惯性悬架惯质系数可调。选取磁流变阻尼器并建立魔术公式力学模型,通过台架试验对装置参数进行辨识,建立了其力学输出性能与控制电流之间的映射关系,为磁流变阻尼器与可控流体惯容器的协同控制提供了保证。然后,对理想广义混棚动惯性悬架力传递特性进行分析,利用所设计的CFI装置以及磁流变阻尼器装置,协同控制完成控制力的输出。随机路面仿真结果表明,与传统悬架相比,车辆广义混棚控制（General skyhook-groundhook hybrid control,GHC）动惯性悬架在10 m/s、20 m/s和30 m/s车速下车身加速度均方根值均改善20%以上,同时悬架动行程以及轮胎动载荷均方根值的改善数值也均达到了10%左右。最后,基于CFI装置,研制了GHC动惯性悬架的试验样机,在液压激振台上,搭建了四分之一悬架试验台架。以“弹簧-阻尼”并联传统悬架作为参照,分别在正弦型路面输入以及随机型路面输入条件下,对GHC动惯性悬架做台架试验,试验数据表明:GHC动惯性悬架在随机路面信号输入下,以10 m/s、20 m/s、30 m/s的车速进行台架试验,其车身加速度均方根值分别减小16.65%,17.32%和16.24%,悬架动行程均方根值分别降低10.89%,11.60%和11.86%,轮胎动载荷均方根值分别减小达9.96%,11.64%和12.13%。研究表明,本文所提出Gen Hook规则可以指导车辆动惯性悬架的设计,且所设计的悬架系统可以显著改善车辆的乘坐舒适性和道路友好性。GHC控制策略易于实施,无需算法合成步骤,具有较强的实操性和可行性。本文的研究内容为车辆悬架隔振领域乃至工程隔振领域的研究方法提供了新的思路。