前言

众所周知，汽车悬架具有非线性、不确定因素、网络环境下的高传输速率、网络时滞、高采样率等特点。为此，本书旨在以汽车悬架模型为对象，研究汽车悬架系统的动力学建模与减振控制设计问题。本书主要研究的内容有：

（1）模型建立

根据动力学原理，分别建立了时滞的单轮、半车、整车的非线性悬架系统行驶动力学模型。在此基础上，转换为具有时滞和不确定因素的非线性系统状态空间表达式，包括连续时间和采样系统的形式。通过理论和仿真证明了作者建立的采样系统模型设计的控制器，比国际上离散化系统形式更接近于连续系统及其连续控制器的性能，即作者建立的模型更接近于高速率、高采样率的网络控制系统模型，且作者设计控制器的实现更为简便、精准、有效。建立了路面不平度激励的外系统模型，使得路面不平度激励能够从普遍用功率谱密度频域激励表示的方法转化为状态空间表达式，建立了关于路面激励的频域与时域之间表达方式的桥梁，解决了以往无法将路面不平度运用状态空间表达式描述的难题。

（2）半主动悬架时滞控制器设计

阐明了单自由度悬架在半主动时滞控制器下振动系统的时滞临界点、稳定域、镇定的条件。运用尼奎斯特曲线方法推导出了使得闭环悬架系统得到镇定的关于反馈增益、时滞和弹簧刚度、减振器阻尼的充分条件。

（3）delta域时滞非线性系统减振控制设计

建立了delta域时滞非线性系统模型，将庞特里亚金极小值原理、序列逼近方法、不动点原理推广至delta域，设计了非线性悬架系统最优减振控制律，并运用至悬架模型进行仿真，验证了所设计控制律的有效性，比较了连续域、离散域、delta域的区别。

（4）非线性系统非线性减振控制的设计方法

分别运用神经网络监督、滑模变结构、反馈线性化、输入-输出、输入-状态、输出反馈等技术，介绍了针对时滞、不确定非线性系统的几种非线性减振控制器的设计方法，并在悬架系统进行了仿真，验证了所使用方法的有效性和简便性。

这些方法中包含了作者及课题组成员近几年的研究成果，例如，对于采样系统而言，delta方法与离散方法、近似方法等均具有缺点，因为它们的离散化过程即使最接近于精确模型的系统也与连续系统存在一定的误差，并且随着系统非线性、不确定性、时滞因素影响的提高，该误差程度逐渐提高。本书提出的针对原连续系统设计的采样控制器的方法，所设计的控制能使采样系统恢复原来连续系统的性能，这一研究结果比其他采样控制的设计方法更为简单、实用、有效，效果更接近于连续系统连续控制器的设计效果。

本书主要分为三大部分：第一部分是绪论，简介了本书研究内容的背景与意义、非线性控制和汽车悬架减振控制的方法。第二部分，简介了李雅普诺夫稳定性的概念。第三部分为本书的主要部分，先是介绍了半主动时滞控制设计方法以及时滞非线性悬架系统状态空间表达式的建立，包括单轮悬架、半车悬架和全车悬架，然后详细介绍了非线性减振控制设计方法，包括神经网络监督控制、滑模变结构控制、输入-输出反馈线性化控制、delta域最优减振控制、输入-状态采样控制、输出反馈控制，同时，每一种控制方法都应用Matlab/Simulink进行了仿真比较和验证。

本书的研究内容是在国家自然科学基金（61364012）、山东省自然科学基金（ZR2019MF052）、泰山学院学术著作出版基金的资助下完成的，在此由衷地感谢评审专家和基金委工作人员的信任和支持，感谢项目课题组成员不懈的努力和支持，感谢为此研究提供了无私指导和帮助的国内外同事们，感谢机械工业出版社在此书出版过程做了大量工作的编辑们。

由于作者水平有限，书中难免存有纰漏之处，恳请读者提出宝贵意见。

雷靖