随着人们对汽车舒适性要求的日益提高,开展汽车的振动控制研究具有重要的现实意义。目前,采用动力吸振器是抑制结构振动的一种有效手段。然而,传统的被动吸振器仅在窄频带范围内具有良好的减振效果,且其减振性能受自身质量、阻尼等物理参数的影响较大,这在一定程度上限制了被动吸振器在振动抑制中的应用。针对汽车发动机周期性激励的特点,本文开展了新型电磁式主动吸振器的研究,旨在对周期性激励导致的振动进行有效抑制。围绕不同结构类型的电磁作动器,构建具有工程实用价值的电磁式主动吸振器的设计和优化方法,提出相应的控制策略和开展试验研究,并对电磁式主动吸振器的减振性能进行有效评估。本文开展并完成了如下研究工作:(1)以E型电磁铁为作动器,提出了E型电磁式主动吸振器,并对其力特性进行了研究。首先,推导了E型电磁作动器的电磁力数学分析模型,并采用有限元方法对数学分析模型进行验证;基于推导的电磁力数学分析模型,建立了E型电磁式主动吸振器的运动学方程,并对其驱动力特性进行分析;其次,考虑到主动吸振器在实际工作中产生的驱动力与理想驱动力之间存在不可避免的偏差,理论分析了当驱动力存在一定幅值、相位和频率差时对主动吸振器减振效果的影响,并搭建了简支平板试验台,对理论分析结果进行了试验验证;最后,采用有限元方法对E型电磁作动器的磁场进行分析,并提出了结构改进方案。(2)针对E型电磁式主动吸振器驱动力表现出非对称的特征,不利于振动抑制,提出了一种具有“剪切型”磁极面结构的比例电磁式主动吸振器。结合有限元方法和Taguchi参数优化设计方法,确定了比例电磁作动器的主要结构设计参数,并对其电磁力特性进行了试验验证;接着,对主动吸振器的橡胶主簧刚度进行了设计方法的研究,通过建立电磁力与驱动力之比的分析模型,理论分析了橡胶主簧弹性力对驱动力的影响;最后,对主动吸振器的驱动力进行了理论计算与试验验证。(3)针对比例电磁铁主动吸振器的输入(电流)和输出(驱动力)特性,提出以偏置电流和交变电流为组合输入电流的控制策略,实现驱动力频率与控制电流频率一致,并进行了试验验证。以单自由度质量弹簧系统为主系统,搭建了主动振动控制试验平台。通过试验研究了PID控制器参数对主动吸振器振动控制性能的影响,并对控制参数进行了设计。通过进行扫频位移激励试验,对主系统受到典型汽车怠速振动频带20~30Hz正弦位移激励下的振动进行了主动控制的仿真和试验研究;同时,通过进行多频位移激励试验,评估了主动吸振器对较高频率振动的抑制效果。(4)针对比例电磁式主动吸振器在远离其固有频率时存在驱动力小的问题,提出了一种基于永磁铁作动器的电磁式主动吸振器。首先采用全因子试验设计和正交试验设计方法,分析了永磁铁作动器结构参数对评价指标的灵敏度,识别出作动器的主要结构参数;其次,结合正交试验设计方法和响应面法,建立了作动器气隙平均磁感应强度的代理模型,采用遗传算法对作动器的主要结构参数进行优化设计,通过求解代理模型获得了主要结构参数的最优值;最后,完成了该主动吸振器样件的试制,并对其驱动力特性进行了测试和对比分析,并基于自适应控制器对主系统的振动进行了控制仿真研究。本文对电磁式主动吸振器进行了较为深入系统的研究。针对不同的工况需求,分别提出了相应的电磁式主动吸振器的设计方法,并立足于工程实际,采用简单可靠的控制策略实现振动的主动控制。本文的研究思路和方法能有效应用于主动吸振器的分析和优化设计,在汽车振动控制领域具有良好的工程应用前景。