分布式驅(qū)動電動汽車底盤穩(wěn)定性控制
定 價：98 元
叢書名：新能源與智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)叢書
- 作者：殷國棟，金賢建 著
- 出版時間：2021/4/1
- ISBN：9787568061902
- 出 版 社：華中科技大學(xué)出版社
- 中圖法分類：U469.72
- 頁碼：304
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
本書以分布式輪轂驅(qū)動電動汽車為研究對象，集中展現(xiàn)作者多年來在電動汽車操縱穩(wěn)定性的影響分析、車輛系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)自適應(yīng)估計、底盤容錯穩(wěn)定性、時滯非線性分析及控制、節(jié)能控制等方面的*新研究成果。本書力求讓讀者系統(tǒng)地掌握分布式驅(qū)動電動汽車底盤穩(wěn)定性控制的理論、技術(shù)本質(zhì)及相關(guān)前沿科學(xué)問題。
本書可作為車輛工程及相關(guān)專業(yè)的研究生、高年級本科生的教材或參考書，也可為從事汽車行業(yè)的工程技術(shù)人員提供參考。
本書依托國家自然科學(xué)基金-中國汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金重點項目“四輪驅(qū)動純電動汽車底盤系統(tǒng)智能動態(tài)協(xié)調(diào)控制機制與能量優(yōu)化管理（項目編號U1664258）”，國家自然科學(xué)基金面上項目“基于事件流的分布式驅(qū)動電動汽車安全節(jié)能協(xié)調(diào)架構(gòu)及控制機理（No.51975118）”，國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項目“基于深度學(xué)習(xí)的分布式驅(qū)動輕型電動汽車多狀態(tài)感知及時滯混雜控制研究（No.51905329）”等研究成果撰寫而成。有較高的理論性和先進性。
隨著石油資源的迅速遞減與大氣污染的加劇，節(jié)約資源、保護環(huán)境已經(jīng)成為人類社會發(fā)展的主題。設(shè)計更加安全智能、環(huán)保、節(jié)能的新能源汽車是時代發(fā)展的要求，電動汽車能量效率高，能實現(xiàn)有害氣體和溫室氣體的零排放，代表著新能源汽車的主要發(fā)展方向，引發(fā)了社會各界的廣泛關(guān)注，已開始成為各國汽車領(lǐng)域研究與產(chǎn)業(yè)研發(fā)的熱點。
與集中式驅(qū)動電動汽車相比，分布式輪轂驅(qū)動電動汽車使用輪轂電機直接驅(qū)動四個車輪，以線控系統(tǒng)（Xbywire，X代表驅(qū)動、制動等）取代傳統(tǒng)的機械傳動鏈接，在大幅簡化底盤結(jié)構(gòu)、提高傳動效率的同時，可實現(xiàn)各車輪轉(zhuǎn)矩的獨立控制與快速響應(yīng)，為車輛動力學(xué)控制提供了獨特的優(yōu)勢，更易實現(xiàn)車輛底盤動力學(xué)主動安全系統(tǒng)的集成控制，將極大地改善車輛操縱舒適性和車輛底盤穩(wěn)定性。然而，作為被國際汽車領(lǐng)域研究學(xué)者認為是未來*有發(fā)展?jié)摿Φ娜萝囕v框架之一的分布式驅(qū)動電動汽車，在為車輛底盤動力學(xué)控制帶來利好的同時，其底盤動力學(xué)控制也面臨著新的可靠性和安全性的挑戰(zhàn)。例如，分布式驅(qū)動電動汽車中裝備的無機械和液壓后備的汽車線控系統(tǒng)，在部件發(fā)生失效或故障時將失去控制，可能會導(dǎo)致嚴重的安全隱患；其線控的電動汽車底盤動力學(xué)控制系統(tǒng)也面臨時滯的干擾；又由于整車質(zhì)量的重新分布與輪轂電機的安裝導(dǎo)致整車簧上簧下質(zhì)量比例發(fā)生變化，電動汽車的動力學(xué)特性及車輛操縱穩(wěn)定性對載荷參數(shù)易敏感等。本著作以分布式輪轂驅(qū)動電動汽車為研究對象，圍繞載荷參數(shù)變化對電動汽車操縱穩(wěn)定性的影響、電動汽車動力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)估計及底盤容錯穩(wěn)定性、時滯非線性控制等問題展開深入研究，集中展現(xiàn)*近的研究成果。本著作的主要內(nèi)容分為八章：第1章闡述分布式驅(qū)動電動汽車研究的背景及發(fā)展；第2章分析載荷參數(shù)及輪轂電機等對電動汽車操縱穩(wěn)定性的影響；第3章對分布式驅(qū)動電動汽車的載荷參數(shù)進行自適應(yīng)估計；第4章基于不同種類的非線性卡爾曼濾波對車輛狀態(tài)參數(shù)進行估計；第5章強調(diào)電動汽車側(cè)向穩(wěn)定性魯棒控制；第6章聚焦電動汽車多時滯非線性動力學(xué)穩(wěn)定性分析及控制；第7章分析分布式驅(qū)動電動汽車容錯穩(wěn)定性控制；第8章介紹面向節(jié)能的分布式驅(qū)動電動汽車穩(wěn)定性控制。本著作力求讓讀者從系統(tǒng)上掌握分布式驅(qū)動電動汽車底盤穩(wěn)定性控制的理論、技術(shù)本質(zhì)及相關(guān)前沿科學(xué)知識。
本著作在撰寫的過程中得到了東南大學(xué)陳南教授的指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝。同時誠摯感謝美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校王俊敏教授一直以來在學(xué)術(shù)上的合作與討論。本書的主要內(nèi)容來源于作者及所在團隊的科研成果，感謝研究生馬翔、卿志勇、汪振、陳明勝、陳琦、呂永健、李巖峻、胡夢然、李廣民等對本書部分初稿的寫作與丁昊楠、王凡勛、胡敬宇等的校核整理。
感謝中國汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金重點項目“四輪驅(qū)動純電動汽車底盤系統(tǒng)智能動態(tài)協(xié)調(diào)控制機制與能量優(yōu)化管理（U1664258）”，國家自然科學(xué)基金面上項目“基于事件流的分布式驅(qū)動電動汽車安全節(jié)能協(xié)調(diào)架構(gòu)及控制機理（No.51975118）”，國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項目“基于深度學(xué)習(xí)的分布式驅(qū)動輕型電動汽車多狀態(tài)感知及時滯混雜控制研究（No.51905329）”，上海汽車工業(yè)教育基金等的資助，本書的研究內(nèi)容集中體現(xiàn)了以上科研項目的*新研究成果。
限于作者的水平，書中的觀點與內(nèi)容難免有不當之處，懇請專家學(xué)者批評指正！
殷國棟，博士，東南大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師, 機械工程學(xué)院副院長，國家杰出青年科學(xué)基金獲得者。主要從事先進電動汽車、車輛動力學(xué)建模及控制、智能網(wǎng)聯(lián)無人汽車等研究。主持國家/部委項目20余項，發(fā)表SCI/EI論文 150 篇，出版專著/譯著5部，受理/授權(quán)專利50 項，獲教育部科技進步一等獎等省部級獎5項。
金賢建，博士，上海大學(xué)講師，碩士生導(dǎo)師。主要從事先進電動汽車、車輛動力學(xué)及其控制、自動駕駛汽車等研究。主持國家/部委等項目6項，發(fā)表SCI/EI論文 40余篇，出版專著3部，受理專利5 項，獲省部級獎1項。
第1章緒論1
1.1分布式驅(qū)動電動汽車研究的背景及意義1
1.1.1分布式驅(qū)動電動汽車的研究背景1
1.1.2分布式驅(qū)動電動汽車發(fā)展概述4
1.2本書研究的主要內(nèi)容11
1.2.1分布式驅(qū)動電動汽車系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)估計11
1.2.2分布式驅(qū)動電動汽車底盤穩(wěn)定性控制12
參考文獻13
第2章載荷參數(shù)對電動汽車操縱
穩(wěn)定性的影響分析19
2.1輕型電動汽車載荷參數(shù)靈敏度分析19
2.1.1輕型電動汽車載荷參數(shù)建模19
2.1.2軌跡靈敏度基礎(chǔ)23
2.1.3車輛載荷參數(shù)靈敏度建立25
2.1.4靈敏度仿真分析27
2.2輪轂電機對車輛操縱穩(wěn)定性的影響分析31
2.2.1輪轂電機對車輛操縱穩(wěn)定性的影響31
2.2.2仿真結(jié)果33
參考文獻38
第3章分布式驅(qū)動電動汽車載荷
參數(shù)估計41
3.1基于縱向運動的分布式驅(qū)動電動汽車參數(shù)估計41
3.1.1車輛縱向動力學(xué)估計模型41
3.1.2整車質(zhì)量及質(zhì)心縱向位置估計策略50
3.1.3仿真分析56
3.2考慮縱向、側(cè)向運動控制的電動汽車參數(shù)自適應(yīng)估計64
3.2.1車輛動力學(xué)定向估計模型65
3.2.2基于狀態(tài)預(yù)測誤差補償參數(shù)自適應(yīng)估計69
3.2.3基于參數(shù)誤差收斂特性的補償參數(shù)自適應(yīng)估計76
3.2.4參數(shù)自適應(yīng)估計仿真及對比分析81
參考文獻87
第4章基于非線性卡爾曼濾波的
車輛狀態(tài)參數(shù)估計90
4.1基于拓展卡爾曼濾波的車輛狀態(tài)估計90
4.1.1拓展卡爾曼濾波（EKF）簡介90
4.1.2車輛狀態(tài)EKF估計算法過程94
4.1.3EKF估計仿真分析98
4.2雙重拓展卡爾曼濾波（DEKF）的車輛狀態(tài)參數(shù)聯(lián)合估計101
4.2.1車輛DEKF估計簡介101
4.2.2車輛DEKF狀態(tài)參數(shù)聯(lián)合估計設(shè)計102
4.2.3DEKF估計仿真分析107
4.3基于容積卡爾曼濾波的車輛狀態(tài)估計110
4.3.1容積卡爾曼濾波原理110
4.3.2車輛狀態(tài)估計容積卡爾曼濾波算法設(shè)計116
4.3.3仿真分析119
參考文獻128
第5章電動汽車側(cè)向穩(wěn)定性
魯棒控制130
5.1車輛李雅普諾夫側(cè)向保守穩(wěn)定域估計130
5.1.1李雅普諾夫理論131
5.1.2車輛穩(wěn)定域估計理論推導(dǎo)134
5.1.3穩(wěn)定域仿真對比142
5.2電動汽車橫擺穩(wěn)定性魯棒控制146
5.2.1車輛橫擺穩(wěn)定性的控制目標146
5.2.2參數(shù)不確定的車輛橫擺動力學(xué)模型148
5.2.3電動汽車橫擺穩(wěn)定性魯棒控制器設(shè)計154
5.2.4橫擺仿真驗證163
5.3電動汽車側(cè)傾穩(wěn)定性魯棒控制166
5.3.1車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的控制需求166
5.3.2車輛側(cè)傾動力學(xué)系統(tǒng)模型168
5.3.3車輛側(cè)傾穩(wěn)定性魯棒控制器設(shè)計170
5.3.4側(cè)傾仿真驗證177
參考文獻179
第6章電動汽車多時滯非線性動
力學(xué)穩(wěn)定性分析及控制182
6.1含時滯的DYC質(zhì)心側(cè)偏角控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析182
6.1.1考慮多時滯的電動汽車DYC控制模型182
6.1.2多時滯對純電動汽車DYC控制的影響193
6.1.3頻域法分析多時滯電動汽車DYC轉(zhuǎn)向系統(tǒng)穩(wěn)定性205
6.1.4時域法分析多時滯電動汽車DYC轉(zhuǎn)向系統(tǒng)穩(wěn)定性212
6.2基于時滯系統(tǒng)*優(yōu)控制的附加橫擺力矩控制器設(shè)計217
6.2.1考慮時滯的電動汽車受控系統(tǒng)模型217
6.2.2基于時滯*優(yōu)理論的前饋反饋橫擺力矩控制器設(shè)計218
6.2.3仿真分析220
參考文獻226
第7章分布式驅(qū)動電動汽車容錯
穩(wěn)定性控制227
7.1基于控制分配的分布式驅(qū)動電動汽車容錯控制227
7.1.1電動汽車動力學(xué)上層滑模控制器設(shè)計228
7.1.2電動汽車控制分配比較研究232
7.1.3輪轂電機故障時控制再分配策略247
7.1.4仿真驗證248
7.2分布式驅(qū)動電動汽車多模型預(yù)測容錯控制251
7.2.1電動汽車多模型預(yù)測控制基本原理252
7.2.2電動汽車多模型預(yù)測控制模型集的建立253
7.2.3電動汽車系統(tǒng)切換指標和切換模塊設(shè)計255
7.2.4輪轂電機故障電動汽車預(yù)測控制算法258
7.2.5仿真結(jié)果266
參考文獻272
第8章面向節(jié)能的分布式驅(qū)動電
動汽車穩(wěn)定性控制273
8.1分布式驅(qū)動電動汽車自適應(yīng)能量優(yōu)化控制273
8.1.1電動汽車上層動力學(xué)模型預(yù)測跟蹤控制273
8.1.2電動汽車下層動力學(xué)自適應(yīng)能量優(yōu)化控制277
8.1.3節(jié)能優(yōu)化控制仿真284
8.2面向節(jié)能的電動汽車轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配控制策略287
8.2.1輪轂電機效率模型287
8.2.2輪轂電機能耗計算模型291
8.2.3考慮整車能耗的轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配控制策略294
8.2.4考慮轉(zhuǎn)矩變化率的節(jié)能轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配控制策略299
參考文獻302
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