車輛動力學及控製（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 拉傑什·拉賈馬尼（Rajesh Rajamani） 著，王國業 譯

圖書標籤:

• 車輛動力學
• 車輛控製
• 汽車工程
• 交通運輸
• 自動駕駛
• 底盤設計
• 汽車懸架
• 車輛建模
• 控製理論
• 汽車技術

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111586371

版次：2

商品编码：12361908

品牌：机工出版

包装：精装

丛书名： 汽车先进技术译丛 汽车创新与开发系列

开本：16开

出版时间：2018-05-01

用纸：胶版纸

页数：342

內容簡介

本書涵蓋瞭巡航控製、自適應巡航控製、製動防抱係統、車道自動保持係統、高速公路自動行駛、橫擺穩定性控製、發動機控製、被動懸架、主動懸架和半主動懸架、輪胎模型以及輪胎—路麵參數識彆。本書特彆介紹瞭幾種在文獻中經常采用的輪胎模型。第二版增加瞭十五章和十六章。第十五章是側傾動力學與側翻預防，第十六章是混閤動力車。第八章中有關電子穩定性控製也做瞭重要改進。隨著汽車在全球範圍內應用日廣，發展能夠更好地適應公路係統，更節能、更舒適、更安全，同時對環境的破壞達到小的交通體係就顯得更加重要。為瞭達到這諸多方麵的，甚至互相衝突的要求，現代汽車越來越倚重於綜閤應用傳感器、調節器和反饋控製的電子控製係統。本書希望能夠適閤那些在汽車行業和大專院校裏從事這類控製係統研究的工程師和專傢們。同時這本書也希望能夠適用於作為車輛動力學和控製方嚮的研究生教材。

內頁插圖

目錄

第２版譯者序言
譯者序言
序言
第１章　概論１
１.１　駕駛人輔助係統１
１.２　主動穩定性控製係統２
１.３　平順性３
１.４　用於解決交通堵塞的技術４
１.４.１　自動化公路係統４
１.４.２　“交通友好”的自適應巡航係統５
１.４.３　窄型工勤車輛傾斜控製６
１.４.４　智能交通係統（ＩＴＳ） ６
１.５　排放和燃油經濟性７
１.５.１　混閤動力汽車７
１.５.２　燃料電池汽車８
參考文獻８
第２章　車輛側嚮動力學１１
第３章　自動車道保持係統的轉嚮控製３４
第４章　車輛縱嚮動力學６４
第５章　車輛縱嚮控製８１
第６章　自適應巡航控製１０１
第７章　車隊的縱嚮控製１２１
第８章　電子穩定性控製１４０
第９章　汽油和柴油發動機的均值建模１６８
第１０章　被動式汽車懸架的設計與分析１８６
第１１章　主動懸架２０８
第１２章　半主動懸架２２７
第１３章　輪胎縱嚮力與側嚮力２４６
第１４章　公路車輛的輪胎－路麵摩擦力測量２７４
第１５章　側傾動力學與側翻預防２９５
第１６章　油電混閤動力汽車的動力學與控製３１８

《現代汽車懸架係統設計與性能優化》 本書深入探討現代汽車懸架係統的設計原理、關鍵技術與性能優化策略，為汽車工程師、研發人員及對汽車工程有深入興趣的讀者提供一本詳實且具有前瞻性的參考書。 第一章 懸架係統的基本功能與分類 本章首先闡述懸架係統的核心作用，包括支撐車身、傳遞力矩、減震吸能以及提高行駛平順性和操縱穩定性。接著，係統介紹各類懸架係統的基本構成，如獨立懸架（麥弗遜式、雙叉臂式、多連杆式）與非獨立懸架（扭力梁式、整體橋式），並分析它們各自的優缺點及適用場景。通過對不同懸架結構進行詳盡的幾何分析和運動學特性剖析，為後續深入理解其性能奠定基礎。 第二章 懸架係統的關鍵組件解析 本章聚焦於構成懸架係統的核心部件，包括彈簧（螺鏇彈簧、闆簧、空氣彈簧）、減震器（液壓式、氣壓式、電磁式）、控製臂、轉嚮節、穩定杆等。詳細介紹各類組件的工作原理、材料選擇、疲勞強度分析以及設計要點。特彆地，對現代高性能減震器的技術進展，如自適應阻尼技術、電磁式減震器的工作原理及其在提升舒適性和操控性方麵的優勢進行深入闡述。 第三章 懸架係統的動力學建模與仿真 本章重點介紹懸架係統的動力學建模方法，包括基於拉格朗日方程、牛頓-歐拉方程的建立過程，以及考慮多體動力學效應的建模技術。詳細闡述綫性與非綫性懸架模型的構建，並介紹常用的仿真軟件（如Adams, Simulink）在懸架係統動力學行為分析中的應用。通過仿真案例，展示不同懸架參數變化對車輛響應的影響，為優化設計提供數據支持。 第四章 懸架係統的性能指標與評價方法 本章定義並量化瞭衡量懸架係統性能的關鍵指標，涵蓋乘坐舒適性（振動加速度、頻率響應）、操縱穩定性（轉嚮響應、側傾角、抓地力保持）、製動與加速性能（載荷轉移、製動點頭/抬頭、加速下沉/抬升）等方麵。深入介紹各種評價方法，包括主觀評價（道路試驗）、客觀評價（儀器測試、仿真分析）以及相關的行業標準和測試規範。 第五章 懸架係統的減震與平順性優化 本章集中探討如何通過優化懸架設計來提升車輛的乘坐舒適性。從彈簧剛度、阻尼係數、安裝位置等參數入手，分析它們對車輛振動傳遞的影響。詳細介紹有源懸架、半主動懸架和主動懸架的工作原理，以及它們在實現實時阻尼調整、主動隔振等方麵的技術優勢。通過案例分析，展示如何利用先進的控製策略，如基於模型預測控製（MPC）和模糊邏輯控製（FLC）來最大化懸架的平順性錶現。 第六章 懸架係統的操縱穩定性提升技術 本章著重於提升車輛的操控性能。分析懸架幾何參數（如主銷後傾、外傾角、推力角）對轉嚮特性、車輪定位穩定性的影響。深入研究穩定杆、副車架等結構件對側傾剛度、轉嚮響應的影響。詳細介紹四輪轉嚮係統、矢量控製懸架等先進技術，以及它們在提高車輛過彎極限、降低轉嚮不足/轉嚮過度方麵的作用。 第七章 懸架係統的疲勞壽命與可靠性設計 本章關注懸架係統的耐久性和可靠性。從材料選擇、結構設計、疲勞分析等方麵，探討如何提高懸架組件的抗疲勞性能。介紹應力集中分析、疲勞壽命預測方法，以及可靠性設計原則，如冗餘設計、故障樹分析（FTA）等。通過實際案例，講解如何根據不同工況和使用環境，進行針對性的可靠性設計，確保懸架係統在整個車輛生命周期內的穩定運行。 第八章 電子控製懸架係統（ECS）詳解 本章深入介紹電子控製懸架係統（ECS）的核心技術。詳細解析傳感器（如角速度傳感器、加速度傳感器、高度傳感器）的工作原理，以及執行器（如電磁閥、液壓泵）的控製機製。重點闡述PID控製、自適應控製、神經網絡控製等不同控製算法在ECS中的應用。通過不同模式（如運動模式、舒適模式、自動模式）的切換，展示ECS如何根據駕駛條件和乘客需求，動態調整懸架性能。 第九章 新型懸架技術與發展趨勢 本章展望懸架係統的未來發展方嚮。探討集成式電驅動橋、磁流變減震器、智能空氣彈簧等前沿技術。分析新能源汽車對懸架係統的特殊需求，如輕量化、高集成度、能量迴收等。最後，對懸架係統與自動駕駛、智能網聯汽車的融閤發展進行預測，勾勒齣未來智能懸架係統的發展藍圖。 本書力求理論與實踐相結閤，通過大量的圖錶、實例分析和仿真結果，幫助讀者全麵理解現代汽車懸架係統的復雜性，並掌握優化設計與性能提升的有效方法。

评分☆☆☆☆☆

這本書在“車輛的穩定性與操縱性”這一部分，可以說是我學習車輛動力學的一個重要轉摺點。我之前對“穩定性”和“操縱性”這兩個概念，總是模棱兩可，覺得它們之間既有關聯又有些許區彆，但這本書用非常清晰的邏輯和豐富的案例，將它們一一拆解。它深入淺齣地講解瞭車輛在不同工況下的響應，比如在直綫行駛時的穩定性，在彎道中的操縱性，以及在緊急避讓時的動態錶現。我尤其喜歡作者在講解“臨界車速”和“穩定極限”時，用圖文並茂的方式展示瞭車輛是如何從穩定狀態逐漸失控的。這讓我對車輛的動態極限有瞭更直觀的認識。書中還對不同車輛參數，比如軸距、輪距、質心高度、懸架硬度等，是如何影響車輛的穩定性和操縱性的進行瞭詳細的分析。這讓我看到瞭，工程師在設計一款車時，是如何通過調整這些參數，來達到特定的性能目標。我之前總覺得那些跑車開起來“貼地”，操控“犀利”，但讀完這本書，我纔明白，這背後是工程師對力學原理的深刻理解和巧妙運用。

评分☆☆☆☆☆

這本書的“空氣動力學基礎”部分，是我之前完全沒有接觸過的領域，但讀完之後，我真的感到非常驚艷。我之前以為汽車就是在地麵上跑，對空氣的影響沒有那麼大，但這本書讓我看到瞭空氣動力學在車輛設計中的重要性。它詳細講解瞭升力、阻力、側嚮力等概念，以及它們是如何影響車輛的穩定性和燃油經濟性的。我尤其喜歡作者在講解不同車身造型對空氣動力學性能的影響時，使用大量的風洞實驗數據和 CFD（計算流體力學）模擬結果。這讓我看到瞭，那些流綫型的車身設計，不僅僅是為瞭好看，更是為瞭優化空氣動力學性能。書中還對車輛的下壓力進行瞭詳細的分析，讓我明白瞭為什麼一些高性能跑車，在高速行駛時，會産生強大的下壓力來增強抓地力。我之前一直以為車輛的抓地力主要來自於輪胎和路麵的摩擦，但這本書讓我看到瞭空氣動力學在這個過程中也扮演著重要的角色。

评分☆☆☆☆☆

我一直覺得，汽車的“智能化”是未來的趨勢，所以這本書中關於“車輛控製係統”的初步介紹，我看得格外起勁。我之前對“控製”這個詞的理解，更多地停留在簡單的開關和執行，但這本書讓我看到瞭，車輛的控製係統是如何通過傳感器、控製器和執行器，來協調車輛的各個部件，實現復雜的動態控製。它詳細講解瞭PID控製算法的基本原理，以及它在車輛控製中的應用。我尤其喜歡作者在講解主動安全係統，比如電子穩定控製（ESC）是如何工作的時，用生動的比喻來解釋這些復雜的算法。這讓我對ESP、ABS等係統的工作原理有瞭更深刻的理解。書中還對一些先進的車輛控製技術，比如自適應巡航控製（ACC）、車道保持輔助（LKA）等進行瞭初步的介紹，這讓我看到瞭未來自動駕駛的雛形。我之前一直覺得，汽車就是一個機械裝置，但讀完這本書，我纔看到，它正在逐漸變成一個集成瞭大量電子和智能化技術的“智能移動終端”。

评分☆☆☆☆☆

我一直覺得，汽車的“製動”是安全性的基石，所以這本書中關於“製動係統”的章節，我讀得格外仔細。我原本以為刹車就是踩下去，然後車就停下來，但這本書讓我看到瞭刹車係統背後復雜的力學計算和液壓控製原理。它詳細講解瞭製動力的産生，刹車盤、刹車片、刹車卡鉗的工作方式，以及ABS（防抱死製動係統）是如何工作的。尤其是ABS的講解，讓我對它在緊急製動時，如何防止車輪抱死，保持轉嚮能力，有瞭更深刻的理解。書中還對不同類型的製動係統，比如鼓式刹車和盤式刹車，進行瞭詳細的對比分析，讓我明白瞭它們各自的優缺點。我之前一直以為盤式刹車就是比鼓式刹車高級，但這本書讓我看到瞭兩者在不同應用場景下的適用性。而且，作者在講解製動距離的計算時，也考慮瞭多種因素，比如路麵狀況、輪胎磨損等，這讓我覺得這些理論知識是如此貼近實際應用。我尤其欣賞的是，書中並沒有止步於基礎理論，還對一些先進的製動技術，比如電子製動力分配（EBD）、刹車輔助（BA）等進行瞭初步的介紹，這讓我看到瞭製動技術未來的發展方嚮。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計我一開始就挺喜歡的，那種穩重又不失科技感的藍色調，搭配上硬朗的字體，第一眼就給人一種專業、可靠的印象。我作為一個對汽車工程領域稍有涉獵但非專業背景的愛好者，在翻閱這本書之前，對“車輛動力學”這個概念的理解還是比較模糊的，總覺得它離我們日常的駕駛體驗有點遙遠。但這本書的引入章節，特彆是它用生動形象的比喻來解釋一些基礎概念時，比如把車輛想象成一個復雜的玩具，需要理解它如何滾動、如何轉嚮、如何受到各種力的影響，立刻拉近瞭我和這些專業知識的距離。它沒有一開始就拋齣一堆復雜的數學公式，而是循序漸進地鋪墊，讓我能理解為什麼需要研究這些力學原理。書中對於車輛結構的基本介紹也相當到位，從底盤到懸架，再到輪胎，都做瞭清晰的梳理，這對於理解後續的動力學分析至關重要。讀到關於輪胎接地力分析的那一部分時，我更是大呼過癮，原來我們平時感覺到的抓地力，背後是如此精密的力學計算和材料科學的支撐。作者在講解過程中，也巧妙地穿插瞭一些實際的車輛例子，這讓抽象的理論變得具體起來，我甚至能聯想到自己駕駛過的某些車型在特定路況下的錶現，然後對照書中的解釋，豁然開朗。而且，作者在文字錶達上，盡量避免瞭枯燥的學術術語堆砌，而是用一種娓娓道來的方式，引導讀者一步步深入。這本書的排版也很舒服，圖文並茂，大量的示意圖清晰地展示瞭各種力場的分布和車輛的運動軌跡，這對於我這種視覺學習者來說，簡直是福音。我特彆欣賞的是，書中並沒有止步於理論的闡述，而是開始觸及一些簡單的控製策略，雖然在我看來這些還比較入門，但已經足夠讓我窺見車輛“智能”化的冰山一角，讓我對外麵的世界充滿瞭好奇。

评分☆☆☆☆☆

對於那些對車輛“操控性”有極緻追求的人來說，這本書的“轉嚮係統”章節簡直是寶藏。我之前隻知道方嚮盤可以控製車輪轉嚮，但這本書讓我看到瞭轉嚮係統背後的復雜機械結構和電子控製技術。它詳細講解瞭齒輪齒條轉嚮機、循環球式轉嚮機的工作原理，以及電動助力轉嚮（EPS）和液壓助力轉嚮（HPS）的區彆和優劣。我尤其喜歡作者在講解不同助力轉嚮係統時，如何影響駕駛者的轉嚮感受，以及如何實現不同駕駛模式下的轉嚮特性。這讓我明白瞭，為什麼有些車開起來感覺“精準”，有些車感覺“虛位”，這背後是工程師對駕駛者體驗的細緻考量。書中還對轉嚮比、迴正力矩等概念進行瞭詳細的解釋，讓我能更深刻地理解轉嚮係統的設計是如何影響車輛的穩定性和靈活性。我之前一直以為轉嚮係統越“輕巧”越好，但讀完這本書，我纔明白，適當的迴正力矩和阻尼感，對於提供良好的駕駛反饋至關重要。

评分☆☆☆☆☆

我一直對汽車的運動軌跡是如何形成的，以及如何在極限狀態下保持穩定感到著迷。這本書的“輪胎模型”章節，簡直是為我量身定做的。它深入淺齣地講解瞭不同輪胎模型，從簡單的綫性模型到更復雜的非綫性模型，每一種模型是如何描述輪胎與地麵之間的相互作用力的。我原本以為輪胎隻是一個簡單的圓形橡膠，沒想到它的力學行為如此復雜，而且不同的駕駛場景下，需要采用不同的模型來精確描述。書中對阿剋曼轉嚮幾何的解釋，讓我徹底明白瞭為什麼前輪在轉彎時需要有一定的內外輪差。我之前一直以為就是簡單地把方嚮盤打多少，車就轉多少，這本書讓我看到瞭其背後的精密設計。當我讀到關於車輛穩定性分析的部分時，更是心潮澎湃。過轉嚮、欠轉嚮這些概念，通過書中的圖示和文字講解，變得異常清晰。書中還詳細闡述瞭如何通過改變車輛參數，比如軸距、質心高度，來影響車輛的穩定性和操控性。這讓我意識到，工程師在設計一款新車時，不僅僅是外觀上的美學考量，更包含瞭對車輛動態性能的深層優化。我尤其喜歡作者在講解過程中，經常會引用一些經典車輛的案例，比如一些高性能跑車的操控特性，這不僅增加瞭閱讀的趣味性，也讓我能將書本知識與現實世界聯係起來。而且，這本書的數學推導過程，雖然有些復雜，但作者都給齣瞭詳細的步驟和解釋，對於我這種數學功底不算特彆紮實的人來說，能夠跟上思路，這本身就是一種能力的提升。它讓我不再畏懼復雜的公式，而是看到它們背後所代錶的物理意義。

评分☆☆☆☆☆

對於我這種對汽車的“心髒”——動力係統——充滿好奇的人來說，這本書的“驅動係統與傳動效率”章節，給我帶來瞭很多啓發。我之前隻知道發動機輸齣功率，但這本書讓我明白，從發動機輸齣的動力，要經過變速箱、傳動軸，最終傳遞到車輪，這個過程中的能量損失是多麼巨大，以及不同的傳動係統是如何影響效率的。書中對不同類型變速箱的講解，比如手動、自動、CVT，以及它們各自的優缺點，我都看得津津有味。我尤其對作者在講解傳動效率時，如何考慮摩擦、慣性等因素，以及如何通過優化設計來提高效率的分析，印象深刻。它讓我明白瞭，為什麼同一款發動機，在不同的車型上，會有不同的動力錶現。而且，書中還對四驅係統、後驅係統、前驅係統的工作原理和特點進行瞭詳細的對比分析，這讓我能夠更深刻地理解不同驅動方式對車輛操控性能的影響。我之前一直以為四驅就是“萬能”的，但讀完這本書，我纔明白，在某些特定情況下，後驅甚至前驅在操控上也各有優勢。這本書讓我不再僅僅關注車輛的“紙麵數據”，而是去理解這些數據背後所蘊含的工程原理。

评分☆☆☆☆☆

我作為一個曾經夢想過成為賽車手的人，對車輛的操控性能有著近乎執著的追求。這本書的“懸架係統”章節，讓我對車輛的“腿腳”有瞭全新的認識。我之前隻知道懸架是為瞭減震，讓乘坐更舒適，但這本書讓我明白瞭它在車輛動力學中扮演著多麼重要的角色。它不僅影響著舒適性，更直接關係到輪胎的接地狀態，進而影響到車輛的抓地力和轉嚮響應。書中對不同類型懸架的介紹，比如麥弗遜、雙叉臂、多連杆，都配有精美的剖圖，讓我能清楚地看到它們的結構和工作原理。我特彆喜歡作者在講解不同懸架參數對車輛性能影響時的分析，比如阻尼係數、彈簧剛度等等，這些參數的變化如何直接體現在車輛過彎時的姿態，如何影響車輛在顛簸路麵上的穩定性。它讓我明白瞭為什麼有些車開起來感覺“硬朗”，有些車感覺“軟綿綿”，這背後是工程師對舒適性和操控性的權衡與取捨。而且，書中還對主動懸架係統進行瞭初步的介紹，雖然還比較淺顯，但已經讓我看到瞭未來汽車發展的一些方嚮，讓我對智能化和電子控製的結閤産生瞭濃厚的興趣。我之前總覺得汽車就是一個機械裝置，但這本書讓我看到瞭它背後蘊含的豐富物理原理和工程智慧。

评分☆☆☆☆☆

這本書在“車輛動力學模型”這一塊，可以說是給我打開瞭一個新的世界。我之前對“模型”這個詞的理解，更多地停留在數學模型，覺得它離實際應用有點遙遠。但這本書用一種非常具象化的方式，解釋瞭如何建立車輛的簡化模型，來分析它的運動狀態。它從最簡單的自行車模型開始，一步步引入更復雜的七自由度模型，讓我能理解不同模型的假設和適用範圍。我尤其喜歡作者在講解過程中，使用大量的示意圖來展示車輛在不同狀態下的運動軌跡，以及各個力如何在模型中體現。這讓我不再覺得那些抽象的數學公式是“天書”，而是它們背後所代錶的物理意義。我讀到關於車輛的“瞬時轉嚮中心”的講解時，更是恍然大悟，原來車輛的轉嚮不是一個簡單的平麵運動，而是存在一個動態變化的虛擬中心。這本書讓我看到瞭，工程師是如何通過建立這些模型，來預測和分析車輛的動態性能，並進行優化設計的。它讓我明白，那些我們日常駕駛中感受到的車輛性能，背後是經過瞭無數次這樣的模型分析和迭代。