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目录 1

第一章 离散系统动力学 1

§1.1引言 1

1.1.1建模，连续性－离散性－有限元的划分 1

1.1.2建立微分方程的原则 1

1.1.3解微分方程 2

§1.2单自由度系统 2

1.2.1齐次方程的解（固有振动） 3

1.2.2受迫振动 6

1.2.3时间域的信号处理 17

§1.3多自由度系统 17

1.3.1建立无阻尼系统微分方程 17

1．自由振动 18

2．模态分析 19

1.3.2凭借模态转化确定频响函数 20

1.3.3弱阻尼系统的模态分析 22

1.3.4强阻尼系统的模态分析 23

§1.4从控制工程角度看复数动力学系统 24

1.3.6参考文献 24

1.3.5总结 24

1.4.1状态空间表示法 25

1.4.2参考文献 30

§1.5附录 30

第二章 随机振动 33

§2.1基础论述 33

2.1.1分布密度函数和分布函数 33

2.1.2高斯分布 34

2.1.3从时间函数导出功率谱密度 35

§2.2路面不平度的功率谱密度 36

§2.3计算实例 40

§2.4系统基础理论 41

§2.5参考文献 44

第三章 垂向动力学 45

§3.1四分之一汽车模型与路面激励 45

3.1.1自由振动 45

3.1.2频率域的受迫振动 48

§3.2随机激励下汽车垂向模型 54

3.2.1单自由度汽车垂向系统的实例研究 55

§3.3汽车部件垂向动力学 60

3.3.1弹簧 60

1．钢板弹簧 60

2．螺旋弹簧 61

3．扭杆弹簧 64

4．气弹簧 64

3.3.2减震器 67

3.3.3橡胶金属部件 70

1．橡胶金属部件结构 70

2．橡胶金属部件的动态特性 71

3.3.4轮胎 73

1．承载能力与弹性模量 73

2．轮胎的温度特性和热学问题 75

3．轮胎参数 76

§3.4垂向动力学的其它简单线性模型 77

3.4.1二维垂直和府仰模型 77

3.4.2垂直、俯仰和侧倾运动的三维垂向模型 81

§3.5参考文献 88

§4.1纵向动力学运动方程 90

第四章 纵向动力学 90

4.2.1滚动阻力 92

§4.2行驶阻力 92

4.2.2爬坡阻力 97

4.2.3空气阻力（空气动力学） 98

3．内循环阻力 99

4．诱导阻力 99

5．侧向气流 99

2．表面阻力 99

1．压力阻力 99

6．升力 100

4.2.4加速阻力 100

§4.3行驶极限 101

4.3.1垂向载荷 101

4.3.2驱动附着率：前轮驱动和后轮驱动 103

4.3.3四轮驱动的附着率 107

4.3.4制动附着率 109

4.3.5理想制动力分配 112

§4.4切向力图 113

4.4.1切向力图的驱动力分配 115

4.4.2切向力图的制动力分配 119

4.4.3简单的稳定性讨论 123

1．制动，前轮抱死 123

2．制动，后轮抱死 124

3．驱动，前轮滑转 124

4．驱动，后轮滑转 124

§4.5制动器（能量关系） 124

2．斜坡持续制动：v＝常数 125

1．平缓路面制动（减速） 125

4.5.1制动功率 125

4.5.2车轮受的制动力矩及切向力 126

4.5.3斜坡持续制动 128

§4.6瞬时的加速与减速过程 129

4.6.1建立运动方程 129

1．动态关系 131

2．运动方程与运动边界条件相结合 133

3．车轮载荷 133

5．俯仰和垂向运动方程组 134

4．车轮缘切向力 134

6．对称情况下的车轮载荷 135

7．对称情况下的车轮缘切向力 135

4.6.2应用实例 137

§4.7参考文献 140

第五章 横向动力学以及单轨模型 142

§5.1横向运动的运动方程组 142

§5.2解齐次微分方程 146

§5.3解非齐次微分方程 147

5.3.1传递函数的图形表达，脉冲和阶跃响应 148

§5.4汽车操纵稳定性 153

5.4.1稳态圆周行驶 153

§5.5操纵稳定性的特别影响因素 159

5.5.1非线性因素 159

1．侧偏刚度 159

2．转向伸缩性 161

3．切向力对侧向力和转向力矩的影响 161

4．回正力矩的影响 162

5．车轮导向装置的伸缩性与它的运动性能 163

6．侧倾转向 163

§5.6参考文献 164

第六章 轮胎 166

§6.1轮胎的结构 166

§6.2橡胶摩擦 167

§6.3轮胎鬃毛模型 169

6.3.1轮胎鬃毛模型（纵向） 169

6.3.2轮胎鬃毛模型（横向） 173

§6.4轮胎的真实特性 175

6.4.1轮胎纵向的稳态特性，驱动和制动时的轮胎 175

1．侧偏稳态特性 179

6.4.2横向轮胎稳态特性 179

2．外倾稳态特性 183

3．潮湿路面对侧偏的影响 185

6.4.3侧偏时轮胎驱动或制动（稳态） 185

§6.5借助描述方程形象地表达轮胎的动态和稳态特性 189

6.5.1侧偏角随时间变化时轮胎的动态特性 189

6.5.2轮胎的稳态特性 192

§6.6汽车动力学的特殊问题：转向摆振 193

§6.7参考文献 196

7.1.1模糊逻辑的数学背景 199

第七章 模糊控制学 199

§7.1导论 199

7.1.2模糊控制器以及它的数学元素 200

§7.2横向动力学应用实例 203

7.2.1汽车动力学背景 203

7.2.2保持转向因数为常数的系统结构 204

7.2.3控制圈的结构 206

7.2.4输入和输出语言变量 206

7.2.5模拟结果 208

7.2.6结论与展望 209

§7.3进化决策法优化 210

7.3.1基础理论 211

1．更改变量值 211

2．选择变量的参数 212

7.3.2应用实例 212

1．侧倾控制器 213

2．阻尼控制器 215

§7.4展望 217

§7.5参考文献 217