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| 編輯推薦： |
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本书是笔者自2012年以来，结合中国电动汽车国家重点科技计划项目、2016年新能源汽车试点专项、吉林省科技项目及吉林大学985工程科技创新平台，从事新能源汽车，特别是纯电动汽车主动安全驾驶系统关键技术的教学和研究成果积累撰写而成。书中很多应用技术和进展是笔者及所在课题组多年研究和开发成果的汇集，旨在为读者提供一本适合于当前电动汽车主动安全驾驶系统发展水平的专业参考书籍。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。
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| 內容簡介： |
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。
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| 關於作者： |
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田彦涛，吉林工业大学，教授，田彦涛教授长期从事复杂系统建模与优化控制、仿生与智能机器人系统控制等学科方向的基础研究与应用研究。十二五期间，围绕动态步行机器人运动学机理与控制方法、复杂环境下群体机器人系统协同适应性、电动汽车主动安全系统及智能化技术、新型非共面多旋翼飞行机器人、机器视觉与人脸表情识别等课题开展研究工作。其中，承担的国家自然科学基金项目，在国内首次开发了动态双足步行机器人原型机，并开展了关键技术研究，在运动学机理与控制方面取得突破。在群体机器人与多智能体系统协同适应性、多自主车辆决策与控制、智能汽车主动避撞等方面进行了系统研究（国家自然科学基金项目等）。与中国科学院长春光机所合作承担科学院创新项目新型多翼飞行机器人，突破了新型非共面旋翼飞行机器人关键技术，提高了系统可靠性，增加系统承载能力和续航时间。近五年，承担完成国家自然科学基金和国家重大科技成果转化项目3项、吉林省和教育部科技项目4项，目前正承担国家重点研发计划项目电动汽车智能辅助驾驶技术研发及产业化和国家自然科学基金重点项目人机共驾型智能汽车的动力学特性及协同控制方法研究。发表学术论文55篇，其中，收入SCI检索18篇、EI检索35篇，出版专著2部，申请并获得授权国家发明专利15项，科研成果获省部级科技进步三等奖1项。
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| 目錄：
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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
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| 內容試閱：
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交通安全一直备受瞩目。自主车辆应用信息、传感与控制技术来提高驾驶安全和效率，被认为是提高交通安全行之有效的解决方法。自主车辆按其功能可分为辅助驾驶和自动驾驶。辅助驾驶主要是改进车辆安全性与舒适性，先进驾驶辅助系统（Advanced Driver Assistance Systems，ADAS）的出现使辅助驾驶功能得以实现，主要有自适应巡航控制（Adaptive Cruise Control， ACC）、纵向主动避撞（Forward Collision Avoidance， FCA） 和车道偏离报警系统（Lane Departure Warning System，LDWS）等。自动驾驶是自主车辆功能的最高水平，在智能交通系统领域中被认为是自主车辆研发最具有挑战性的功能之一。自动驾驶控制系统包括纵向和侧向运动控制，其根本任务是在确保自主车辆安全、稳定、舒适驾驶的前提下自动精确地跟踪期望轨迹。由此可见，车辆安全性始终是自主车辆研究与开发的前提，而车辆主动安全系统又是车辆安全性的有力保障。车辆主动安全系统具有调整车辆行驶状态，提高道路通行能力的功能；避免人为失误，提高车辆安全性的功能；增强人机交互，提高车辆舒适性的功能等，促进了多学科交叉与融合，推进了智能交通系统的现代化与智能化进程。车辆主动安全驾驶系统关键技术的研究是其研发的主要内容，也一直是企业界和学术界研究的热点。因此，深入研究与开发车辆主动安全系统的关键技术，提高汽车的安全性，从根本上解决交通安全问题，在工程应用和科学研究上具有重要意义。
本书是著者自2012 年以来，结合中国电动汽车国家重点科技计划项目、2016 年新能源汽车试点专项、吉林省科技项目及吉林大学985 工程科技创新平台，从事新能源汽车，特别是纯电动汽车主动安全驾驶系统关键技术的教学和研究成果积累撰写而成。为了便于读者深入理解和快速掌握电动汽车主动安全驾驶系统领域的最新技术，结合近年来电动汽车主动安全驾驶系统飞速发展形势，编著了此书。书中很多应用技术和进展是笔者及所在课题组多年研究和开发成果的汇集，旨在为读者提供一本适合当前电动汽车主动安全驾驶系统发展水平的专业参考书籍。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。
本书由吉林大学田彦涛教授、长春工业大学廉宇峰博士、东软睿驰汽车技术（沈阳）有限公司王晓玉工程师著，在写作过程中，吉林大学洪伟副教授、隋振副教授，长春工业大学刘帅师副教授、孙中波博士，一汽-大众汽车有限公司胡蕾蕾工程师，吉林大学赵云硕士为本书的部分章节提供了宝贵素材和意见，为本书的撰写与修改给予了很大帮助。在此表示感谢！
由于水平有限，书中难免存在疏漏之处，敬请广大读者批评指正。
著 者
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