“中国制造2025”出版工程 电动汽车主动安全驾驶系统
作者： 田彦涛，廉宇峰，王晓玉 著
出版时间： 2020年版
丛编项： “中国制造2025”出版工程
内容简介
本书内容包括电动汽车主动避撞系统体系结构、汽车系统动力学建模、考虑驾驶员特性和路面状态的纵向安全距离模型、基于约束的再生制动强度连续性的制动力分配策略、四驱电动汽车纵向稳定性研究、车辆状态与车路耦合特征估计、基于车辆边缘转向轨迹的侧向安全距离模型、基于半不确定动力学的直接横摆力矩鲁棒控制、四驱电动汽车稳定性控制力矩分配算法研究、四驱电动汽车侧向稳定性研究。 本书可供从事电动汽车主动安全系统研究的科研人员、相关专业的研究生或高年级本科学生使用。
目录
第1篇 电动汽车主动避撞系统概述
第1 章 绪论 / 2
1.1 车辆主动避撞系统研究现状 / 2
1.1.1 行车信息感知及处理 / 3
1.1.2 安全距离模型 / 7
1.1.3 车辆动力学系统模型 / 9
1.1.4 车辆动力学控制策略 / 10
1.2 车辆稳定性研究现状 / 12
1.2.1 车辆纵向稳定性 / 12
1.2.2 车辆侧向稳定性 / 15
参考文献 / 18
第2 章 电动汽车主动避撞系统体系结构 / 21
2.1 电动汽车硬件体系结构 / 21
2.1.1 毫米波雷达 / 21
2.1.2 MEMS 陀螺仪 / 25
2.1.3 车轮六分力传感器 / 27
2.1.4 永磁同步电机 / 29
2.2 四轮独立驱动轮毂电机电动汽车结构 / 31
2.3 车辆主动避撞系统体系结构 / 32
2.3.1 纵向主动避撞系统 / 34
2.3.2 侧向主动避撞系统 / 35
2.4 制动/转向避撞方式切换策略 / 36
2.5 本章小结 / 39
参考文献 / 39
第3 章 汽车系统动力学建模 / 41
3.1 车辆纵向运动的一般描述 / 41
3.1.1 空气阻力 / 41
3.1.2 滚动阻力 / 43
3.2 车辆侧向运动的一般描述 / 44
3.3 轮胎纵向力 / 46
3.4 车轮动力学模型 / 50
3.4.1 车轮力矩平衡方程 / 50
3.4.2 车轮垂直载荷动力学模型 / 50
3.5 本章小结 / 51
参考文献 / 51
第2篇 电动汽车纵向主动避撞系统关键技术
第4 章 考虑驾驶员特性和路面状态的纵向安全距离模型 / 54
4.1 考虑驾驶员的纵向制动安全距离建模 / 54
4.1.1 纵向制动安全距离建模 / 54
4.1.2 三种典型制动过程安全距离分析 / 56
4.1.3 仿真分析 / 58
4.2 基于附着系数和驾驶意图参数的安全距离模型 / 63
4.2.1 纵向安全距离模型 / 63
4.2.2 仿真分析 / 66
4.3 本章小结 / 69
参考文献 / 69
第5 章 基于约束的再生制动强度连续性的制动力分配策略 / 71
5.1 制动控制器设计 / 72
5.1.1 加速度计算器 / 72
5.1.2 制动力/牵引力计算器 / 73
5.2 制动力/牵引力分配器 / 74
5.2.1 安全制动范围线性化 / 74
5.2.2 制动力分配策略 / 77
5.2.3 牵引力分配策略 / 80
5.3 仿真分析 / 81
5.4 纵向避撞控制器设计 / 85
5.4.1 纵向下拉控制器设计 / 85
5.4.2 纵向上位控制器设计 / 86
5.4.3 仿真分析 / 89
5.5 电动汽车纵向主动避撞系统整车仿真实验 / 91
5.5.1 实时仿真系统硬件构架 / 93
5.5.2 整车仿真模型 / 93
5.5.3 电动汽车纵向主动避撞系统实时仿真实验 / 94
5.6 本章小结 / 98
参考文献 / 98
第6 章 四驱电动汽车纵向稳定性研究 / 100
6.1 基于LuGre 模型的SMO 观测器设计 / 101
6.1.1 滑模变结构的基本原理 / 101
6.1.2 基于LuGre 模型的电动汽车纵向动力学状态方程 / 102
6.1.3 滑模观测器设计 / 105
6.2 四驱电动汽车路面识别与最大电磁力矩估计 / 107
6.2.1 路面条件参数的估计 / 108
6.2.2 最大电磁力矩估算 / 109
6.3 仿真分析 / 110
6.4 本章小结 / 116
参考文献 / 117
第3篇 电动汽车侧向主动避撞系统关键技术
第7 章 车辆状态与车路耦合特征估计 / 120
7.1 轮胎侧偏刚度估计 / 120
7.1.1 轮胎侧向动力学简化 / 120
7.1.2 递推最小二乘算法设计 / 121
7.1.3 仿真分析 / 123
7.2 车身侧偏角估计 / 126
7.2.1 轮胎动力学模型 / 126
7.2.2 轮胎纵向力计算 / 127
7.2.3 车身侧偏角观测器设计 / 128
7.2.4 非线性系统状态估计 / 129
7.2.5 一阶斯梯林插值滤波器 / 130
7.2.6 仿真分析 / 131
7.3 本章小结 / 134
参考文献 / 135
第8 章 基于车辆边缘转向轨迹的侧向安全距离模型 / 137
8.1 车辆边缘转向轨迹安全距离模型 / 137
8.1.1 车辆边缘转向轨迹安全距离模型 / 137
8.1.2 仿真分析 / 139
8.2 车辆换道安全距离模型 / 140
8.2.1 侧向换道安全距离建模 / 140
8.2.2 换道中安全性条件分析 / 142
8.2.3 侧向换道控制策略研究 / 144
8.2.4 侧向安全距离模型验证 / 147
8.3 本章小结 / 150
参考文献 / 150
第9 章 基于半不确定动力学的直接横摆力矩鲁棒控制 / 152
9.1 横摆角速率/车身侧偏角计算器 / 152
9.2 直接横摆力矩控制器设计 / 152
9.2.1 车辆侧向半不确定动力学系统建模 / 153
9.2.2 H ∞ 混合灵敏度问题 / 156
9.3 轮胎纵向力分配策略 / 158
9.4 仿真分析 / 158
9.5 车辆侧向换道控制 / 160
9.5.1 侧向车辆动力学模型线性化 / 160
9.5.2 基于前馈补偿的LQR 侧向控制策略研究 / 162
9.5.3 仿真分析 / 164
9.6 电动汽车侧向主动避撞系统仿真实验 / 167
9.7 本章小结 / 173
参考文献 / 173
第10 章 四驱电动汽车稳定性控制力矩分配算法研究 / 175
10.1 控制分配算法综述 / 175
10.2 优化目标选择 / 177
10.3 轮胎纵向力分配约束条件 / 178
10.4 优化分配算法求解 / 180
10.5 轴载比例分配算法 / 180
10.6 侧向稳定性控制系统仿真实验与结果分析 / 181
10.6.1 基于CarSim 和Simulink 联合仿真实验程序 / 181
10.6.2 仿真实验设计与结果分析 / 182
10.7 本章小结 / 187
参考文献 / 188
第11 章 四驱电动汽车侧向稳定性研究 / 189
11.1 电动汽车侧向动力学状态估计 / 189
11.1.1 基于扩展卡尔曼的车辆侧偏角估计 / 189
11.1.2 基于遗忘因子递推最小二乘法的轮胎侧偏刚度估计 / 191
11.2 仿真分析 / 192
11.3 直接横摆力矩侧向稳定性控制器设计 / 196
11.3.1 期望控制目标 / 196
11.3.2 基于前馈和反馈的侧向稳定性控制器设计 / 198
11.3.3 四轮驱动力分配策略 / 199
11.4 仿真分析 / 201
11.5 本章小结 / 207
参考文献 / 208
索引 / 211
