在车辆产品的开发、设计及分析过程中，传统方法就是车辆的各个部件进行静强度校核的静态设计。 这样就将本属动态性质的问题简化为静态问题来处理，可靠性及精度很难达到要求。
实际上，车辆在行驶过程中受到来自发动机及路面的各种激励，是一种复杂的动态工况。 因此，应进行动态分析，分析其动态特性。 传统的静态设计法正在向现代动态的解析设计方法过渡，即把产品的开发设计和分析过程完全计算机化和动态化，已在技术发达行业得到了应用。
模态分析是现代结构动力学的基础，即将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标转化为模态坐标，使方程组解耦成为一组由模态坐标及模态参数描述的独立方程，从而为结构动力学分析提供基础。 模态分析可通过解析法和实验法实现。
解析法模态分析需通过计算机采用有限元法来实现。 有限元法最早在1943 年提出，基本思想是：将连续的弹性体划分成有限多个彼此只在有限多个点相联接的、有限大小的单元组合体来研究，即把一个连续体的力学问题变成一个有限自由度的力学问题，是一种有效的数值计算方法。
1966 年，美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）为了满足当时航空航天工业对结构分析的迫切需求，主持开发大型应用有限元程序的招标，即著名的NASTRAN（NAsa STRuctural Analysis）软件，也是最早的大型有限元分析程序。
经过几十年的发展，随着计算机技术的进步、有限元方法的完善，目前出现了许多功能强大的结构分析通用有限元程序，如MSC.NASTRAN、ANSYS、IDEAS、ADINA、ALGOR、SAP、ABAQUS 等。
随着计算机图形学的发展，CAD 软件目前已得到广泛应用，常用的三维软件有Unigraphics、CATIA、Pro／ENGINEER 等。 为衔接几何模型和有限元分析，出现了一些有限元前后处理软件，将分析人员从烦琐的计算数据准备工作中解放出来，如MSC.PATRAN、HYPERMESH、ANSA 等。
解析法模态分析的结果有待于试验验证，即实验模态分析，解析法和实验法两者相结合已成为现代动力学分析的常用方法。
实验模态分析是一种参数识别法，用于识别系统的模态参数，为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断及预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。
实验模态分析一般需要激励系统、拾振系统和数据分析处理系统，国内有许多科研机构开发了独立的测试系统，如南京航空航天大学振动技术研究所自行设计开发的多通道测试分析系统、重庆大学汽车系在1997 年为长安公司开发的针对汽车动态特性的测试分析系统、北京大学力学系开发的结构模态分析系统等，但大多数只是针对具体目标而开发的，其通用性及操作简便性还有待改进。
目前模态测试分析系统已商业化，有许多研究所和公司开发出了通用的模态分析处理系统，国内的如东方振动和噪声技术研究所等，国外的如比利时LMS、丹麦B＆K、德国Head、美国HP 等。
实验模态分析关键在于硬件系统的可靠性、参数识别算法、试验人员的经验。 硬件系统主要包括激励系统、传感器、数据采集前端等设备，随着电子技术、制造技术和计算机技术的进步，硬件系统已得到了长足的进步，如A／D 卡，目前普遍采用16 位的，24 位的A／D 卡已得到了一定范围的应用，具有较高的精度。
模态参数识别法也有许多种，目前比较认同的是时域最小二乘复指数法和最小二乘频域法相结合的方法。 2004 年，LMS 公司又推出了一种POLYMAX 方法，既适用于小阻尼，也适用于大阻尼、密集模态系统的参数识别，是目前最先进的处理算法之一。 但实验模态分析的可靠性在很大程度上依靠操作人员的知识和经验。
计算机仿真分析的应用，不仅可以缩短研发周期，而且还可以减少浪费，但计算机分析总是将系统理想化、简化和模型化，需要大量的实验数据支撑，其可靠性须通过试验分析来检验。 目前，国内研发水平较低，缺乏足够的试验数据支撑，必须将试验和仿真相结合，才能更好地为工程服务。
（2）发动机与整车振动匹配研究现状
车辆的振源主要来自两个方面：发动机和路面。 发动机作为一个主要振源，其振动是由动力总成经悬置系统传递给车身引起车身的振动。 因此，最大限度地减小发动机振动向车身传递是汽车减振的关键途径之一，而动力总成的悬置系统作为振动传递途径的一个重要元件对隔振来说也是一个不可忽视的环节。
发动机总成悬置系统是指动力总成与车架或车身的弹性连接系统，该系统设计的优劣直接关系到发动机振动向车体的传递，影响整车的NVH 指标。 合理选取悬置系统的动力学参数和悬置橡胶参数，应尽可能减小发动机振动对整车振动的影响，这对于降低整车振动提高车辆的综合指标是极其重要的。
国外许多专家对发动机悬置系统的隔振作用做出了许多有益的研究和探讨。 20 世纪50 年代，ANON HORISON 和HORIVITZ 提出六自由度解耦理论和解耦的计算方法，他们的理论比较成熟，推动了今后的研究。 20 世纪70 年代，Toshio、Sakata 用机械阻抗法研究悬置刚度与车内噪声的关系。 B. L. Belter⁃knight 利用打击中心理论，考虑使各悬置点尽可能地靠近弹性体振动节点位置，提出了合理布置动力总成悬置元件的方法。 1976年，Schmit 和Charles 通过试验研究表明，悬置系统的固有振动特性主要取决于悬置刚度，而振动幅度还与悬置阻尼的大小有关。
自20 世纪70 年代以来，研究人员逐渐将数学中的优化方法应用于悬置系统的设计，取得了良好的成果。 1979 年，Johnson 用数学优化的手段进行悬置系统的设计，他以合理配置系统的固有频率和实现各自由度之间的振动解耦为目标函数，以悬置刚度和悬置点坐标为设计变量进行优化计算，结果使系统各平动自由度之间的振动耦合大为减少，同时保证了系统的固有频率，取得令人满意的优化成果。 1984 年，Geck P. E.和Patton R. D.认为，发动机悬置系统的最主要作用是隔离低频振动，这就要求系统的侧倾固有频率要低，以减小发动机不平衡扭矩引起的振动。 因此，他们以侧倾运动解耦、降低侧倾模态的固有频率为目标对悬置系统进行了优化，并提出了较合理的悬置设计原则。 1987年，H. Hata 和H. Tanaka 又用优化悬置位置的方法，对怠速工况下发动机悬置系统的振动进行了研究，指出车身弯曲共振频率应高于怠速转频（发动机怠速时对应的频率），且越大越好，动力总成的共振频率应小于1／ 2 的怠速转频。 1990 年，Demic 以悬置点响应力和响应力矩为目标函数，对悬置点位置与悬置特性进行优化，该方法具有既适合橡胶悬置优化，又适合液力悬置优化的特点。
以上几种应用优化理论进行的动力总成悬置系统的研究方法，大多是将悬置系统的力学模型简化，以车架为刚性基础，建立六自由度的刚体——阻尼弹簧模型，可见该动力学模型已有比较广泛的应用范围。
国内汽车专业人员对发动机悬置系统的研究虽然起步较晚，但已取得了大量的成果。 20 世纪80 年代，清华大学的徐石安等人开始发动机悬置系统的优化计算，他们经过研究认为，相比振动解耦和合理分配固有频率而言，降低振动传递率是最重要的，提出了以悬置点处反作用力幅值最小为目标函数，适当控制系统固有频率的方法进行优化设计，取得较好的结果。
20 世纪90 年代以后，汽车振动学得到了迅速发展，国内对动力总成悬置系统的研究工作更加深入，取得了可喜的成绩，如同济大学严济宽做了很多工作。(www.daowen.com)
1992 年，长春汽车研究所的喻惠然等人给出了发动机悬置系统设计的一般要求和原则，并对CA6102 型发动机的悬置系统进行了基本参数计算和隔振性能研究，提出了改进方案。 同年，第二汽车制造厂的上官文斌等人在扭矩轴坐标系中建立了优化模型，以系统固有频率为目标函数，以系统解耦、打击中心原理、一阶弯曲模态节点为约束进行了优化计算，此方法在工程上很具有实用价值。
1993—1998 年，清华大学的徐石安与阎红玉对悬置系统提出了新的研究方法：将汽车看成由发动机、车架、驾驶室和车桥等子系统构成的组合系统，通过理论计算或测试识别的方法，求出各子系统的动态特性，然后按照一定边界条件进行组合，获得整个组合系统的动力学方程，求解这个方程即可得到此组合系统的动态特性。 若只修改其中某一子系统，原有其他子系统的特性仍保存，将发动机动力总成悬置系统看成要修改的子系统，事先根据各类汽车共有的特点，找出发动机和其他子系统在整车中的一般匹配关系。 这样，无须建立整车振动模型和方程，直接根据发动机子系统所确定的动态特性，就能比较准确地预估出整车的振动状况。 在理论上为六自由度振动模型的建立，做出了令人较为信服满意的解释。 同时，在发动机解耦优化过程中，对结构上缺少明确的对称面的发动机（如前置前驱汽车的发动机），提出了任意一个自由度都能方便解耦的新方法——能量解耦法。 吉林大学的研究者也对发动机隔振进行了深入的研究，他们提出了以整车系统为研究对象，包括发动机悬置系统在内的十三自由度整车振动模型，通过计算机模拟进行响应分析；并以人体舒适性的评价标准为基础，来评价悬置元件的隔振性能。
近年来，对悬置系统刚度的研究，已由线性化处理向非线性化方向发展，同时对与悬置连接的基础元件（车身）的研究，也已由传统的视为刚性且质量无限大的基础元件进一步深入到视为具有一定弹性的基础元件，在建模计算分析时，考虑了弹性基础对振动传递率曲线的作用。
（3）悬架控制策略研究现状
目前，国内外学者对汽车半主动悬架和主动悬架研究较多，而控制策略是悬架控制的核心部分，也是学者们研究的热点。 应用于悬架控制系统的控制理论比较多，主要有天棚控制、最优控制、预测控制、模糊控制、自适应控制、神经网络控制以及复合控制等。
1937 年，Crosby 和Karnopp 首次提出半主动悬架的概念。 之后，美国学者Karnopp 等人于1974 年提出了天棚阻尼控制思想。 其原理是在车身上安装一个与车身振动速度成正比的阻尼器，可以完全防止车身与悬架系统产生共振，达到衰减振动的目的。
1975 年，Margolis 等人提出了开关控制策略，并在实车上得到了应用。 在天棚控制方式中，控制力取决于车体的绝对速度的反馈，不需要很多传感器也不需要复杂的数学模型，可靠性较好。 Karnopp 为实现“天棚”控制思想又提出了开关阻尼的概念。 原理是根据控制信号调节阻尼器阻尼的“软”“硬”设置，进而调整阻尼力的大小。 其优点是作动器消耗振动能量。
线性最优控制理论是早期经典控制理论的代表，已经过了理论到实践的考验，是目前比较成熟和完整的半主动悬架控制理论。 其中，使用LQR 算法的理论及实践应用比较成熟。 线性最优控制、H∞最优控制等是常见的运用在车辆悬架控制上的最优控制方法。
国内韩文涛、李磊等人提出了一种基于线性最优控制理论的汽车主动悬架控制方法，分析表明此控制算法对改善汽车行驶平顺性和提高汽车行驶安全性具有较优的效果。 许昭通过建立1／4 车辆模型，应用最优控制理论进行了车辆主动悬架的LQG（Linear Quadratic Gaussian）控制器的设计，并在Matlab／Simulink 环境中建立系统模型并进行仿真。 结果表明，具有LQG 控制器的主动悬架对车辆行驶平顺性和乘坐舒适性的改善有良好的效果。
预测控制方法提出的比较早，它可以预先确定前方路面的信息，并利用这一信息和车辆当时信息来决定控制行为。 由于预测控制是利用车辆前轮的扰动信息预估路面的干扰输入，将车辆的前轮悬架的状态参数值反馈给控制器进行控制，因此，控制系统有一定的时间来采取措施。 然而信息的获得来自前轮，因此，要求系统对信息进行处理并由控制器采取动作历时很短。 鉴于此，目前最优预测控制多采用超声波传感器等测量方法对车辆前方道路的实际情况进行采集，用此信息来控制悬架执行机构的动作。
1984 年，日产公司研制出声呐式半主动悬架，它能通过声呐装置预测前方路面信息，及时调整悬架减振器的状态。 清华大学李治国、金达锋等人结合频率成型性能指标，提出了一种主动悬架预测控制算法。 北京理工大学武云鹏、管继富等人将广义预测控制（GPC）应用到车辆半主动悬架控制中，提出了车辆半主动悬架一种新的自适应预测控制算法，采用模型预测、滚动优化、反馈校正实现目标函数的最优控制，同时对路面变化、模型误差均具有自适应能力。
自适应控制方法应用于汽车悬架控制系统的有自校正控制和模型参考自适应控制两类。 自适应控制考虑了车辆系统参数的时变性，通过自动检测系统的参数变化来调节控制策略，从而使系统实时逼近最优状态。 自校正控制是一种将受控对象参数在线识别与控制器参数整定相结合的控制方法。
自适应控制存在的问题表现在自校正控制过程需要在线辨识大量的结构参数，从而导致计算量大，实时性不好。 而模型参考自适应控制方法涉及路面信息获得的精度问题，这一点与预测控制存在的问题相似。 另外，当悬挂系统参数由于突然的冲击而在较大的范围变化时，自适应控制的鲁棒性将变坏。
吉林大学的喻凡提出了悬架的最优自适应与自校正控制策略。 其基本控制方法为LQG 控制，考虑了路面输入及车辆参数的变化，而对反馈的参数作实时的调整。 另外，还提出了一种自校正控制算法，利用状态估计器、参数估计器，实时估计出系统的状态以及重要的时变参数值，从而实施对LQG 控制器加以校正。
在过去的20 年中，基于专家知识和经验的模糊控制及神经网络控制逐步成为解决具有非线性、复杂和不确定因素系统的有效方法。
在车辆悬架控制领域较早应用模糊控制的是Yoshimura 教授，他将模糊控制方法应用到汽车主动、半主动悬架中。 该车辆系统由非线性微分方程模型描述，通过模糊推理从若干类阻尼力中选择合适的阻尼力。 仿真结果显示应用模糊控制的半主动悬架系统大大减小了车身振动加速度。 随后进行的实车试验取得了较为理想的结果。
江苏大学汪若尘、陈龙等人采用模糊控制策略对半主动悬架系统进行数值仿真及实车道路试验，结果表明所建立的模糊控制策略能有效提高车辆的舒适性。 吉林大学雷海蓉通过试验获取了空气悬架的刚度特性，并建立了基于1／4 车辆悬架模型的模糊控制器，综合仿真分析和试验结果表明模糊控制算法对空气悬架的控制可行且有效。
南京航空航天大学郭大蕾等人针对悬架系统的辨识和控制过程，提出一种神经网络间接自适应控制方法，优化了控制结构，提高了控制精度。 仿真结果表明，磁流变阻尼器半主动悬架的减振效果明显优于被动悬架以及其他控制方式和阻尼调节方式。 汪若尘等人建立了空气悬架双质量模型，提出了基于RBF 神经网络优化的系统阻尼和空气弹簧匹配策略。 台架试验与仿真结果表明，客车的平顺性和轮胎接地性都得到了改善。
模糊控制和神经网络控制是建立在专家知识和经验的基础上的，因此，人为因素在其中占据着很重要的角色。 专家知识在一定程度上是“主观”的，如果专家知识的集合不能真实或准确地反映车辆的状态，那么控制就失去了准确性。
当前应用于汽车悬架振动控制的控制策略很多，而得到的效果只能说是优越于被动悬架。 原因是各种控制策略都有自身无法弥补的缺陷，解决办法就是将两种甚至多种控制策略相结合，对悬架进行复合控制。
纵观车辆主动、半主动控制领域，只运用一种控制策略的成功案例并不多见，而采用复合控制策略的成功应用却很多。 相关文献记载的控制策略设计有应用于车辆的自适应控制与LQG 控制的联合控制，最优预见控制与神经网络控制的复合，以及模糊控制与神经网络控制的复合等。
研究表明，利用复合控制方法更适用于汽车、悬架这样复杂非线性系统的建模与控制，可以预见复合控制方法是今后控制策略研究的一个重要方向。
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