悬挂系统是关系到车辆运行品质的关键部件,随着车辆运行速度的不断增加,被动悬架的局限性变得愈来愈明显。主动悬挂是改善车辆运行平稳性的有效途径,它比半主动悬挂和被动悬挂拥有更好的减振性能。但传统的主动悬挂需要消耗大量能源,因而限制了它的应用范围。为了解决这一矛盾,本文研究了一类新的悬挂系统,我们称为“自供能量主动悬挂系统”。其特点是在对车辆进行减振的同时,将车辆振动能量吸收,转化为电能贮存起来,并可将存贮的能量用于作动器产生控制作用力。本文首先探讨和研究了自供能量主动悬架的基本结构和工作原理,并从目前国内外机械和电气技术的发展现状出发,分析电机作动器、驱动蓄能电路和直流蓄电源的基本参数和结构。其次,对汽车自供能量主动悬架进行了设计和分析,分别以单轮两自由度模型和半车四自由度模型为对象,设计了LQG控制器,并从随机统计的角度分析了系统达到能量平衡所需要的条件;采用所设计的LQG控制器,在Simulink环境下对系统运行进行了仿真分析,并根据系统仿真的结果,对直流电机作动器的参数和结构进行了分析和设计。再次,以汽车半车四自由度模型为对象,设计了滑模控制器和模糊PID控制器,并分别采用这两种控制策略,对汽车四自由度自供能量主动悬架进行仿真,将它们和最优控制进行对比分析。最后,将自供能量主动悬挂系统应用在铁道车辆的横向悬挂上,先以四自由度横向模型为对象设计了LQG控制器,分析了系统能量平衡存在的条件。然后将该控制算法分别用于四自由度、七自由度和十七自由度的横向悬挂模型进行仿真分析。本文对自供能量主动悬挂系统给出了切实可行、符合工程实际的结构设计方案。通过计算和仿真分析,得出了自供能量主动悬挂实现能量平衡所需要的条件,以及在实际运行中的动力学性能和向电源反馈能量的大小,并以仿真结果为依据对直流电机作动器的参数进行了设计。这将为进一步的开发和设计工作打下坚实的基础。