先進(jìn)車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與控制
定 價(jià)：128 元
叢書(shū)名：節(jié)能與新能源汽車關(guān)鍵技術(shù)叢書(shū)
- 作者：李克強(qiáng)，羅禹貢，郭景華 著
- 出版時(shí)間：2021/4/1
- ISBN：9787568038263
- 出 版 社：華中科技大學(xué)出版社
- 中圖法分類：K203
- 頁(yè)碼：400
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開(kāi)本：16開(kāi)
本書(shū)系統(tǒng)地闡述了分布式車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與控制的基本原理、方法和應(yīng)用技術(shù)。全書(shū)共分為五章，內(nèi)容包括分布式電動(dòng)汽車的國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)、縱向動(dòng)力學(xué)控制、橫向動(dòng)力學(xué)控制、縱橫向運(yùn)動(dòng)綜合控制和容錯(cuò)控制等。本書(shū)力求科學(xué)、系統(tǒng)和全面，可讓讀者充分了解并掌握分布式車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與控制的基本原理及方法，比較適合從事車輛工程領(lǐng)域的科研人員及研究生使用。
本書(shū)強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐、創(chuàng)新與傳統(tǒng)相結(jié)合，以分布式電動(dòng)汽車為對(duì)象，深入探討了如何在傳統(tǒng)車輛動(dòng)力學(xué)與控制經(jīng)典理論基礎(chǔ)上開(kāi)展創(chuàng)新性研究。
隨著全球汽車保有量的不斷增加，汽車工業(yè)所面臨的能源緊缺、環(huán)境污染等問(wèn)題日益嚴(yán)峻，傳統(tǒng)的汽車節(jié)能減排技術(shù)已不能有效解決上述問(wèn)題，研發(fā)低能耗、低排放、高性能的新型汽車逐漸成為世界汽車工業(yè)發(fā)展的迫切需求。在這一背景下，具有節(jié)能、環(huán)保、高效等顯著優(yōu)勢(shì)的電動(dòng)汽車得到快速的發(fā)展。
按照動(dòng)力系統(tǒng)布局形式的不同，電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)形式可以劃分為集中式和分布式兩種。分布式電動(dòng)汽車將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)分散布置于各個(gè)車輪中或附近，得到了全新設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車底盤(pán)形式。這種汽車底盤(pán)設(shè)計(jì)為汽車結(jié)構(gòu)的變革帶來(lái)了機(jī)遇，逐步成為汽車研發(fā)和設(shè)計(jì)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。另一方面，與傳統(tǒng)集中式驅(qū)動(dòng)汽車相比，分布式電動(dòng)汽車具有傳動(dòng)鏈短、結(jié)構(gòu)緊湊、可控性好、車內(nèi)空間利用率高等優(yōu)點(diǎn)，其所具有的先進(jìn)、獨(dú)特的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為整車動(dòng)力學(xué)控制引入了新的實(shí)現(xiàn)形式，能從整體上提升該類型車輛的操縱穩(wěn)定性、安全性和舒適性，因此分布式電動(dòng)汽車具有重要的研究?jī)r(jià)值和廣闊的工程應(yīng)用前景。
本書(shū)通過(guò)將分布式電動(dòng)車輛的先進(jìn)底盤(pán)結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)與車輛動(dòng)力學(xué)理論、控制工程有機(jī)結(jié)合，研究了分布式電動(dòng)汽車動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)所涉及的多項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)，力求綜合優(yōu)化與整體提升汽車的動(dòng)力學(xué)性能，從而有效推動(dòng)該新型車輛的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。同時(shí)，相關(guān)技術(shù)還可以移植到其他類型的汽車上，具有較強(qiáng)的擴(kuò)展能力，對(duì)于提高其他類型汽車的綜合性能也具有指導(dǎo)和借鑒意義。
本書(shū)體現(xiàn)了作者所在課題組從2005年至2020年在分布式電動(dòng)汽車動(dòng)力學(xué)與控制方面取得的研究成果，相關(guān)研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家973計(jì)劃項(xiàng)目和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目等多個(gè)項(xiàng)目的支持。本書(shū)系統(tǒng)地闡述了分布式電動(dòng)汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與控制的基本原理、方法和工程應(yīng)用。本書(shū)共分為五章，分別闡述了分布式電動(dòng)汽車的研究動(dòng)態(tài)、縱向動(dòng)力學(xué)控制、橫向動(dòng)力學(xué)控制、縱橫向綜合控制和容錯(cuò)控制等內(nèi)容，各章內(nèi)容翔實(shí)、環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)，*終形成分布式電動(dòng)汽車動(dòng)力學(xué)與控制的系統(tǒng)性成果。
在本書(shū)撰寫(xiě)過(guò)程中，課題組的鄒廣才、王博、周磊、劉力、范晶晶、戴一凡、褚文博、羅劍、陳龍、黃冠富、曹坤、胡云等研究生為相應(yīng)各章節(jié)的撰寫(xiě)提供了有價(jià)值的資料，在此為他們的辛勤付出表示感謝。
本書(shū)并不能窮盡分布式電動(dòng)車輛動(dòng)力學(xué)與控制的科學(xué)、技術(shù)與工程問(wèn)題，同時(shí)由于作者的知識(shí)水平有限，書(shū)中定有不足之處，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
李克強(qiáng)，清華大學(xué)車輛與運(yùn)載學(xué)院教授、汽車安全與節(jié)能國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、國(guó)家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心首席科學(xué)家。長(zhǎng)期致力于汽車智能駕駛系統(tǒng)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與控制的研究及工程應(yīng)用。發(fā)表學(xué)術(shù)論文260余篇，其中 SCI/EI收錄220余篇。作為專家組組長(zhǎng)編寫(xiě)了由國(guó)家相關(guān)部委發(fā)布的《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖》《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》等。獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，并獲首屆全國(guó)創(chuàng)新?tīng)?zhēng)先獎(jiǎng)。獲國(guó)內(nèi)外發(fā)明專利授80余項(xiàng)。
羅禹貢，清華大學(xué)車輛與運(yùn)載學(xué)院研究員，科技部中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才。一直致力于智能網(wǎng)聯(lián)電動(dòng)車輛動(dòng)力學(xué)及控制的研究，主持 “十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目等數(shù)十項(xiàng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文176篇，其中SCI收錄53篇，EI收錄162篇；出版專著1部。獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)；獲得省部級(jí)一、二等獎(jiǎng)9項(xiàng)。獲國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)78項(xiàng)。
郭景華，廈門(mén)大學(xué)機(jī)電工程系副教授。研究方向?yàn)橹悄苘囕v、車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與控制。先后主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目子課題、福建省自然科學(xué)基金項(xiàng)目、深圳市科技攻關(guān)項(xiàng)目等10余項(xiàng)。以第一作者/通訊作者身份發(fā)表SCI/EI期刊論文50余篇，其中SCI收錄30篇；獲國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)20余項(xiàng)。
第1章緒論1
1.1分布式電動(dòng)汽車研究背景1
1.2分布式電動(dòng)汽車發(fā)展趨勢(shì)4
1.2.1國(guó)外分布式電動(dòng)汽車研究概況4
1.2.2國(guó)內(nèi)分布式電動(dòng)汽車研究概況8
1.3分布式電動(dòng)汽車動(dòng)力學(xué)控制研究現(xiàn)狀9
1.3.1電動(dòng)汽車橫向動(dòng)力學(xué)控制9
1.3.2電動(dòng)汽車縱向動(dòng)力學(xué)控制21
1.3.3電動(dòng)汽車縱橫向運(yùn)動(dòng)綜合控制29
1.4分布式電動(dòng)汽車容錯(cuò)控制技術(shù)37
1.4.1被動(dòng)式容錯(cuò)控制37
1.4.2主動(dòng)式容錯(cuò)控制38
本章參考文獻(xiàn)40
第2章分布式電動(dòng)汽車縱向動(dòng)力學(xué)控制52
2.1分布式電動(dòng)汽車驅(qū)/制動(dòng)力控制分配52
2.1.1全輪驅(qū)/制動(dòng)力優(yōu)化分配方法設(shè)計(jì)56
2.1.2全輪驅(qū)/制動(dòng)力比例分配方式設(shè)計(jì)72
2.2分布式電動(dòng)汽車驅(qū)/制動(dòng)滑移率控制74
2.2.1基于歸一化輪胎模型的滑移率目標(biāo)設(shè)計(jì)75
2.2.2基于滑模算法的滑移率控制77
2.2.3基于滑模理論的滑移率控制器穩(wěn)定性分析79
2.3分布式電動(dòng)汽車復(fù)合制動(dòng)控制81
2.3.1電動(dòng)汽車復(fù)合制動(dòng)時(shí)的前后輪滑移率分配87
2.3.2滑移率的電動(dòng)機(jī)與液壓復(fù)合控制106
2.3.3基于逆模型的輪缸壓力調(diào)節(jié)124
2.4小結(jié)136
本章參考文獻(xiàn)136
第3章分布式電動(dòng)汽車橫向動(dòng)力學(xué)控制139
3.1基于動(dòng)態(tài)調(diào)整的橫向動(dòng)力學(xué)控制目標(biāo)設(shè)計(jì)139
3.1.1兩類橫向動(dòng)力學(xué)控制目標(biāo)的對(duì)比分析140
3.1.2橫向動(dòng)力學(xué)控制目標(biāo)線性動(dòng)態(tài)調(diào)整方法142
3.1.3橫向動(dòng)力學(xué)控制目標(biāo)非線性動(dòng)態(tài)調(diào)整方法154
3.1.4兩種橫向動(dòng)力學(xué)控制目標(biāo)動(dòng)態(tài)調(diào)整方法的對(duì)比分析165
3.2電動(dòng)汽車直接橫擺力矩控制設(shè)計(jì)166
3.2.1二自由度控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)167
3.2.2前饋補(bǔ)償器設(shè)計(jì)167
3.2.3*優(yōu)動(dòng)態(tài)滑模反饋控制器設(shè)計(jì)168
3.2.4直接橫擺力矩反饋控制器特性分析172
3.3雙重轉(zhuǎn)向控制174
3.3.1雙重轉(zhuǎn)向控制相關(guān)概念175
3.3.2雙重轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)177
3.3.3雙重轉(zhuǎn)向控制目標(biāo)設(shè)計(jì)177
3.3.3直接橫擺力矩計(jì)算182
3.3.4基于機(jī)動(dòng)性的驅(qū)動(dòng)力分配182
3.3.5基于轉(zhuǎn)向助力的驅(qū)動(dòng)力分配186
3.4小結(jié)189
本章參考文獻(xiàn)190
第4章分布式電動(dòng)汽車縱橫向運(yùn)動(dòng)綜合控制193
4.1縱橫向運(yùn)動(dòng)綜合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)193
4.1.1縱橫向運(yùn)動(dòng)綜合控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)193
4.1.2關(guān)鍵技術(shù)198
4.2基于輪胎負(fù)荷率與耗散能優(yōu)化的縱橫向力分配200
4.2.1基于輪胎負(fù)荷率優(yōu)化的縱橫向力分配201
4.2.2基于輪胎耗散能優(yōu)化的縱橫向力分配209
4.2.3縱橫向力分配目標(biāo)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)211
4.2.4小結(jié)213
4.3基于Dugoff模型的縱橫向力控制214
4.3.1基于Dugoff模型的輪胎逆模型215
4.3.2車輪滑移率滑�？刂�219
4.3.3輪胎側(cè)偏角控制225
4.4縱橫向運(yùn)動(dòng)綜合控制系統(tǒng)仿真試驗(yàn)229
4.4.1縱橫向力分配方法仿真分析230
4.4.2縱橫向力控制方法仿真分析240
4.4.3縱橫向運(yùn)動(dòng)綜合控制整體效果對(duì)比244
4.5縱橫垂向力協(xié)同控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)246
4.5.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)247
4.5.2縱橫垂向力協(xié)同控制目標(biāo)制定249
4.5.3縱橫垂向力優(yōu)化分配255
4.5.4縱橫垂向力執(zhí)行控制263
4.5.5協(xié)同控制系統(tǒng)仿真驗(yàn)證265
4.6小結(jié)286
本章參考文獻(xiàn)287
第5章分布式電動(dòng)汽車容錯(cuò)控制290
5.1多執(zhí)行器失效模式分析290
5.1.1執(zhí)行器失效的定義291
5.1.2失效模式界定291
5.2自校正容錯(cuò)控制器設(shè)計(jì)294
5.2.1面向容錯(cuò)控制的車輛模型295
5.2.2包含執(zhí)行器故障的系統(tǒng)模型295
5.2.3自校正容錯(cuò)控制器設(shè)計(jì)296
5.3分布式電動(dòng)汽車多執(zhí)行器自校正容錯(cuò)控制方法297
5.3.1控制約束298
5.3.2面向分布式電動(dòng)汽車的自校正容錯(cuò)控制304
5.3.3自校正容錯(cuò)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析305
5.4分布式電動(dòng)汽車多執(zhí)行器自校正容錯(cuò)控制仿真驗(yàn)證306
5.4.1直線勻速工況306
5.4.2直線加速工況308
5.4.3轉(zhuǎn)向行駛工況310
5.4.4容錯(cuò)控制效果對(duì)比及分析312
5.5面向功能安全的分布式智能電動(dòng)汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)容錯(cuò)控制技術(shù)314
5.5.1線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)功能安全架構(gòu)設(shè)計(jì)314
5.5.2線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)危害分析與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估316
5.5.3線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)功能安全要求制定334
5.5.4面向功能安全的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)容錯(cuò)控制構(gòu)架342
5.5.5線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障診斷模塊343
5.5.6面向功能安全的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)容錯(cuò)控制決策349
5.5.7線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全控制措施356
5.5.8試驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)果分析369
5.6小結(jié)385
本章參考文獻(xiàn)385
附錄參數(shù)說(shuō)明387
書(shū)單推薦
