本文针对主动控制空气悬架设计中的空气弹簧匹配问题进行了深入的理论研究和试 验研究工作，着重在空气弹簧的弹性特性及试验、空气悬架非线性振动理论及试验、空 气悬架非线性振动仿真及影响参数分析等方面展开了研究工作。 首先研究并验证了空气弹簧的气体压力特性和有效面积特性。提出了空气弹簧体积 变化率α和有效面积变化率β的概念，突破了前人在研究空气弹簧时假定有效面积是常 数，空气弹簧的体积按“活塞缸式”规律变化的假设。空气弹簧橡胶气囊的结构和空气 弹簧活塞座的轮廓形状是影响有效面积变化的两个主要因素。一般情况下空气弹簧有效 面积的变化规律要依赖于试验来确定。 提出并验证了基于气体压力pe和有效面积AE二元函数参数的空气弹簧弹性特性非 线性数学模型，这两个参数都是空气弹簧压缩位移的函数。通过对比试验研究，本文提 出的数学模型和试验结果非常吻合，特别是在平衡位置附近，在振动位移[-40mm，40mm] 内，两条曲线基本一致。 对空气弹簧刚度计算方法进行了初步研究，重点分析了空气弹簧的气体压力P0、体 积V0、体积变化率α、有效面积AE、簧载质量m、气体多变指数n等参数对空气弹簧刚 度的影响。 建立了汽车空气悬架非线性振动物理模型和数学模型(非线性微分方程)，经过试验 验证的研究发现：系统的输出频率是异频输出，即输出频率不同于激励频率，而且输出 频率是激励频率的整数倍，即Ω、2Ω、3Ω等，系统的输出是它们的谐波组合。系统振 动的中点不再是s=0处，即振动对于坐标原点不对称。 对空气悬架非线性振动进行仿真研究和实例分析，着重分析空气悬架结构参数，包 括簧载质量m、空气弹簧的体积V0、空气弹簧的有效面积AE等，和系统的激励输入参数， 包括激励振幅A和激励频率f等对空气悬架振动性能的影响，分析了非线性振动的幅频 特性和幅幅特性，为空气悬架设计中空气弹簧的选型提供依据。