汽车系统动力学基础及其控制技术PDF电子书下载

第1章 汽车动力学及控制理论概述 1

1.1汽车动力学的研究范围 1

1.1.1纵向动力学 2

1.1.2操纵动力学 2

1.1.3垂向动力学 3

1.2汽车动力学的研究方法 4

1.2.1经验法和解析法 4

1.2.2基本的建模方法 5

1.3控制理论的产生与发展 6

1.4经典控制理论和现代控制理论 8

第2章 现代控制理论基础 10

2.1系统描述及线性系统状态方程的解 10

2.1.1状态空间表达式 10

2.1.2 n×n系统矩阵A的特征值 12

2.1.3利用MATLAB进行系统模型之间的相互转换 13

2.1.4线性系统状态方程的解 14

2.2线性系统的能控性与能观测性分析 15

2.2.1线性连续系统的能控性 15

2.2.2线性连续系统的能观测性 18

2.3线性系统的综合与设计 21

2.3.1概述 21

2.3.2极点配置问题 23

2.4状态观测器 28

2.4.1全维状态观测器的误差方程 30

2.4.2对偶问题 30

2.4.3可观测条件 31

2.4.4全维状态观测器的Bass-Gura算法 31

2.4.5最小阶观测器 35

2.4.6具有最小阶状态观测器的观测-状态反馈控制系统 38

2.5李雅普诺夫（Lyapunov）稳定性分析 38

2.5.1 Lyapunov第二法 39

2.5.2线性定常系统的Lyapunov稳定性分析 42

2.5.3二次型最优控制 44

第3章 汽车纵向动力学及其控制 56

3.1汽车的驱动力与行驶阻力 56

3.1.1驱动力 56

3.1.2行驶阻力 58

3.1.3汽车行驶的驱动-附着条件 63

3.1.4驱动力-行驶阻力平衡 64

3.1.5纵向力与滑动率的关系 65

3.2汽车动力性能及分析 68

3.2.1理想的动力传动特性 68

3.2.2动力传动系统的功能 70

3.2.3现代动力传动系统的种类和组成 71

3.3动力传动系统及驱动力控制 74

3.3.1发动机燃油喷射及电子点火控制 75

3.3.2离合器控制 77

3.3.3自动变速器控制 80

3.3.4驱动防滑控制 82

3.4汽车制动性能及其控制 88

3.4.1概述 88

3.4.2制动动力学分析 88

3.4.3制动稳定性分析 90

3.4.4车轮防抱死控制系统 91

第4章 汽车操纵动力学及其控制 110

4.1轮胎的力学特性 111

4.1.1作用在轮胎上的力和力矩 111

4.1.2侧偏角和侧向力特性 112

4.1.3侧偏角与回正力矩特性 113

4.1.4轮胎侧偏特性的简化理论模型 114

4.2操纵动力学的基本模型 121

4.2.1二自由度角输入运动 121

4.2.2二自由度力输入运动 129

4.3基本模型的扩展 133

4.3.1线性三自由度角输入操纵运动的数学模型 133

4.3.2线性四自由度力输入运动的数学模型 138

4.4汽车四轮转向系统的控制技术 143

4.4.1四轮转向系统概述 143

4.4.2 4 WS汽车模型及转向特性分析 148

4.4.3 4WS汽车系统的最优控制 153

4.5汽车稳定性控制 158

4.5.1VSC的结构及其原理 159

4.5.2汽车稳定性的控制方法 161

4.5.3动力学模型的建立及其仿真 165

4.6汽车助力转向系统 172

4.6.1汽车助力转向系统概述 172

4.6.2转向助力特性的确定 174

4.6.3转向系统的建模 176

4.6.4仿真分析 179

第5章 汽车垂向动力学及其控制 181

5.1人体对振动的反应 181

5.1.1概述 181

5.1.2 ISO 2631标准 181

5.2路面不平度的统计特性 185

5.2.1路面不平度的测量 185

5.2.2路面不平度的功率谱密度 187

5.3路面输入模型 188

5.3.1频域模型 188

5.3.2时域模型 189

5.3.3四轮输入时的考虑 190

5.3.4特殊路面的输入 190

5.4汽车车身单自由度系统的振动 191

5.4.1系统的运动方程 191

5.4.2系统的频率响应特性 192

5.5汽车的二自由度振动系统 193

5.5.1汽车车身车轮振动系统的运动方程与振型分析 193

5.5.2车身车轮振动系统的传递特性 195

5.5.3双轴汽车振动模型 196

5.6汽车多自由度振动模型 199

5.6.1汽车车身车轮的四自由度模型 199

5.6.2整车七自由度模型 200

5.6.3扭振系统模型与分析 201

5.7汽车半主动悬架及其控制技术 205

5.7.1概述 205

5.7.2半主动的控制策略 207

5.7.3阻尼可调式阻尼器 210

5.7.4半主动悬架的性能 222

5.8主动悬架系统 225

5.8.1系统模型的建立 225

5.8.2主动悬架最优控制器设计 227

5.8.3主动悬架系统的性能 229

5.8.4液压主动悬架系统 233

5.9半主动悬架和电动转向集成控制技术 239

5.9.1半主动悬架和电动转向集成系统模型 240

5.9.2半主动悬架和电动转向集成系统满意度优化 241

5.9.3系统动态性能仿真分析和实验 242

参考文献 247