由于工程车辆的作业特点，需要经常在复杂路面上行驶，因此，对工程车辆的要求，既要满足在平坦路面上具有良好的行驶性能，又要满足在崎岖路面上具有较高的通过性能。然而，传统工程车辆由于受到机械结构、传动形式、驱动方式的限制，无法满足在非结构地形条件下具有较强的越野性能。在“211工程”项目和“863”计划的资金支持下，本文设计研究的66轮腿式越野车辆，能够通过控制自适应液压主动悬架，主动地适应地形，在复杂的三维地形环境中，仍能保持良好的通过性能和稳定性能。相比于位置和速度控制，电液比例控制已经受到电比例控制越来越大的挑战，在压力控制系统中，电液比例控制的优势却越来越明显。以力为被控制量的液压系统称为液压力控制系统。电液力比例系统的特性：响应快、精度高、功率大、结构紧凑，因此在工程上广泛应用，如材料试验机、轧机压下装置、张力控制系统、疲劳试验机、负载模拟装置等都采用电液力控制系统。本文中，针对66轮腿式越野车辆自适应液压主动悬架的性能要求，提出采用以负载压力为被控量、液压缸位移为随负载变化的随机值的电液压力跟踪控制系统。分析系统的构成和工作原理，针对非对称电液比例方向阀匹配非对称液压缸的系统特性，建立压力控制系统基本方程，构建动力机构数学模型。压力传感器实时反馈液压缸无杆腔压力信号，经控制器分析处理，输出信号使车轮主动适应所受的外负载，避免了车辆涉水或者通过松软路面时，依靠雷达检测系统采集的路面信号与实际路面的视觉偏差，造成车轮悬空、车体下陷等失稳现象的发生，其可靠性明显优于位移跟踪控制系统。同时，电液力比例系统的高度非线性、参数不确定性，以及液压油和液压元件变化导致的系统参数变化，决定了电液力比例系统是一个非线性时变系统。因此，合理的控制策略对于电液压力控制系统的控制效果起着至关重要的作用。针对电液压力比例系统的负载都具有较大的惯性和很小的阻尼，当负载改变，系统的动态品质就会变坏，有时甚至失去稳定性；外部干扰通常作用在负载上，量值大、变化快、有时甚至达到或超过油源压力，严重影响比例系统的跟踪性能。本文采用控制理论中提出的结构不变性原理的设计方案，消除负载变化和外扰作用以及交叉耦合的影响。对于本文中电液压力比例控制系统，选择外负载作用下液压缸活塞速度作为可观测量，补偿器为一阶微分环节。实时测出液压缸无杆腔压力，将信号引入控制器，换算成补偿量附加到控制信号输出，消除外扰对系统的影响，使系统始终工作在最佳设计状态。仿真结果表明，由于前馈补偿器的加入，悬架系统在中低频段的频率特性得到了极大改善，基本满足越野车低速行驶的性能要求，系统中存在的多余力干扰和耦合作用的干扰均一定程度降低，液压缸活塞杆换向时压力突变也得以缓解，因此，采用结构不变性原理设计的前馈补偿环节是有一定作用的。但是，因为固定参数的补偿无法克服液压比例系统本身的非线性和参数时变性的内部干扰影响，所以，设计性能优越的自适应液压主动悬架控制器至关重要，以保证越野车在越野状态下的悬挂性能达到最优。性能优越的悬挂系统，是越野车辆在野外未知的非结构地形条件下具有快速机动性和操纵稳定性的重要保证。液压主动悬架，采用控制单元和力发生器液压缸，组成一个闭环控制系统，根据车体运动状态和外界输入的变化进行动态自适应调节，主动调整和产生所需的控制力，在液压缸作用下使悬架的特性得以控制，最关键的还是控制算法优劣，以保证悬架控制系统控制有效、能耗低、造价合理。本文提出了自适应液压主动悬架的概念。针对悬架系统中非对称电液比例方向阀匹配非对称液压缸的特性：高度非线性、参数时变性、负载干扰、交联耦合以及模型创建复杂，提出了双环自抗扰控制方案，它不依赖于被控对象的精确数学模型，将被控对象的不确定性、未建模动态和外扰作用归结为系统的总扰动，给予有效补偿。基于自抗扰控制技术原理，描述其三部分组成，构造悬架系统的动力学模型，基于分离控制原理，设计双环自抗扰控制器，给出控制系统结构框图，建立控制器各个环节的数学描述，利用自稳定域理论，对控制系统的稳定性进行了分析。仿真分析控制器的抗干扰性能，相比于PID控制，双环自抗扰在快速性、鲁棒性和抗干扰能力方面都具有更好的控制效果，并且对系统内外扰动都具有较强的抑制能力。对整车悬架系统进行低频段压力轨迹跟踪测试试验和位移随动性能测试试验，试验结果表明，双环自抗扰算法控制下，压力轨迹跟踪精度远高于PID控制算法，随动位移跟踪误差远低于PID控制算法；数据采集仪采集到的轮组的接地比压均小范围变动，保证了66轮腿式越野车在崎岖路面条件下的牵引力均衡驱动。通过实测真实路面的无杆腔压力数据，压力轨迹跟踪控制能够更真实快速的适应非结构路面的未知地形变化，避免单独依靠雷达检测系统的视觉误差，压力传感器反馈的路面信号可靠性更高。因此，本文设计的双环自抗扰控制器，用于自适应液压主动悬架系统达到了良好的控制效果。对于非结构化地形，由于地形结构的特殊性，越野车在行进过程中，首要考虑的是运动中车体的稳定，然后才是行驶特性。越野车机械结构的合理设计，是车体保持静态稳定的同时可以稳定的动态运动的前提。文中设计了一种结构对称的轮腿式底盘结构，具有六个独立的轮腿运动单元，四连杆铰接式布置方式具有全地形适应能力，极大地提高了车体行驶的稳定性和对地形的适应性。合理的机械结构保证了车体自身的稳定，还需建立合理的稳定性评价指标。基于稳定锥数学模型，分别对车体在静态和动态情况下的最小稳定角进行数学分析。同时结合标准化动态能量稳定裕度，提出了标准化动态能量稳定锥的概念，分析动态情况下的最小倾翻能量，以及沿着稳定锥边线倾覆的稳定性。通过方波信号和正弦波信号响应试验，方波代表不连续路况，正弦波代表非结构地形，越野车具备对地形的适应性和行驶的稳定性。通过对比主动悬架系统和被动悬架系统的越野车铰接角的变化，自适应主动悬架的车体对凹凸不平路面具有较强的适应能力，更利于稳定性的提高。通过对比主动悬架和被动悬架越野车通过崎岖路面时车体稳定角的变化，主动悬架系统稳定裕度的平均值明显优于被动悬架，在非结构地形中的稳定性得到了显著提高。66轮腿式越野车辆属于多主动驱动系统，为了避免或减小寄生功率的产生，越野车在崎岖路面行驶时，时刻协调各轮之间的速度关系，对越野车进行运动协调控制。即，根据路径和车体姿态要求，对马达转速和液压缸伸缩进行控制。利用液阻控制技术，通过节流孔的调节，各轮边马达流量自动分配，从而自动调整各个车轮转速，实现单侧车轮牵引力均衡分配，马达转速变化无需额外的控制系统。介绍越野车驱动系统的组成及工作原理，基于变量泵控定量马达系统，建立泵的活塞-斜盘模型，分析系统的动态特性，建立马达行驶速度环节的数学模型。针对越野车的基本运动能力，对越野车进行运动学分析，设定越野车运动学坐标系，建立运动学约束方程。对越野车在平坦路面直线运动、转向和自主避障以及崎岖路面情况下，建立运动学模型。对越野车进行准静态力分析，建立准静态力平衡方程。结合越野车的运动学模型和准静态力平衡方程，建立越野车协调控制规则。以高斯白噪声作为崎岖路面输入，采用1mm节流孔控制，仿真分析同侧马达压力和流量变化情况。仿真结果表明，节流孔的调节作用是有效果的，保持了车轮转速的平稳，保证了各个车轮的牵引力均衡，提高了复杂地形条件下系统的牵引效率和通过性，验证了多轮协调控制模型的正确有效。论文研究，为进一步提高工程车辆的越野性能提供了新的方向。