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| 編輯推薦： |
多位国外专家优化控制的成果体现
国重实验室控制方向扛鼎专家组织翻译
汽车控制方向必读图书
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| 內容簡介： |
本书介绍了优化技术的使用，这些技术对于满足汽车系统日益严格和多样化的要求变得至关重要。它向读者展示了如何从基于某种程度的启发式的早期方法转向使用越来越普遍的系统方法，并收集了来自优化的理论、方法和实际汽车工程应用的成果。
更高的燃油经济性、允许排放量的显著减少、新的驾驶性能要求以及汽车系统普遍增加的复杂性都是工程技术人员的目标。在许多情况下，多个且经常相互冲突的需求会导致多目标约束优化问题，这些问题也被考虑在内。其中一些问题属于将传统的多学科优化方法应用于基于系统模型的系统、子系统或组件参数设计的领域；另一些问题则需要将优化直接应用于实验系统，以确定最佳校准或最佳控制轨迹并得出控制规律。
本书讨论了汽车系统优化的基本方法并展示在汽车系统设计和控制问题中的实际优化方法和具体应用，反映并促进汽车系统优化的综合方法。本书适用于优化研究及汽车行业学术研究人员，也可供汽车工程师和汽车设计师阅读使用。
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| 目錄：
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前言
绪论1
第一部分优化方法
第1章轨迹优化综述5
1.1引言5
1.2轨迹优化问题6
1.3轨迹优化数值方法6
1.4微分方程数值解7
1.4.1配置方法8
1.4.2函数积分8
1.5非线性优化9
1.6轨迹优化问题的求解方法10
1.6.1间接方法10
1.6.2直接方法12
1.7轨迹优化问题求解软件13
1.8方法选择14
1.9汽车系统应用15
1.10结论15
参考文献16
第2章汽车标定在线极值搜索方法20
2.1引言20
2.2极值搜索综述22
2.2.1黑箱极值搜索23
2.2.2灰箱极值搜索25
2.2.3抽样数据方法26
2.3汽车发动机标定应用26
2.4约束合并30
2.5结论31
参考文献31
第3章自动驾驶车辆的模型预测控制34
3.1引言34
3.2控制和估计问题34
3.2.1非线性模型预测控制35
3.2.2滚动时域估计35
3.3快速NMPC和MHE的有效算法36
3.3.1动态优化问题在线求解36
3.3.2基于自动代码生成的快速求解器37
3.4车辆模型37
3.4.1底盘动力学38
3.4.2轮胎接触力：Pacejka魔术公式38
3.4.3车轮动力学39
3.4.4垂向力和悬架模型39
3.4.5动力学的空间重构40
3.5自动驾驶车辆的控制40
3.5.1MHE描述41
3.5.2NMPC描述41
3.5.3仿真结果42
3.5.4换档策略43
3.6结论44
参考文献44
第4章HJBE的近似解和内燃机优控制47
4.1引言47
4.2HJB方程和优控制48
4.3动态值函数与代数P解49
4.3.1动态值函数定义49
4.3.2一类正则动态值函数51
4.3.3扩展成本小化53
4.4内燃机试验台的优控制54
4.5结论58
参考文献58
第二部分车辆内部和内部系统优化
第5章基于协同交通场景确定的智能速度推荐61
5.1引言61
5.2智能速度适应系统62
5.3设计过程62
5.4方法：第一阶段63
5.4.1下一个目标点和近车辆选择63
5.4.2车辆密度估计63
5.4.3交通场景确定64
5.5方法：第二阶段67
5.5.1虚拟近车辆更新速度67
5.5.2推荐速度方案68
5.5.3推荐距离方案68
5.6验证69
5.6.1交通场景确定70
5.6.2推荐速度71
5.6.3推荐距离72
5.7结论73
参考文献73
第6章应用于车道变换的驾驶员控制和轨迹优化75
6.1引言75
6.1.1经验工程75
6.1.2车道变换问题76
6.2基于模型的工程环境客观评价76
6.2.1驾驶员控制的确定76
6.2.2优化问题78
6.2.3离线优化结果79
6.3虚拟样机环境的主观评价81
6.4驾驶模拟器结果（在线）84
6.5结论86
参考文献86
第7章激进车辆机动的实时近似优反馈控制87
7.1引言87
7.2超速车辆的激进横摆机动89
7.2.1问题描述89
7.2.2车辆和轮胎模型90
7.2.3优控制描述92
7.3应用高斯过程的统计插值94
7.3.1基础理论94
7.3.2相关函数的选择96
7.4车辆激进机动生成的在线应用98
7.4.1反馈控制器的综合98
7.4.2数值结果99
7.5结论101
参考文献101
第8章计算优控制在车辆动力学中的应用104
8.1引言104
8.2前期优化和评估结果综述105
8.2.1优化算法105
8.2.2车辆模型105
8.2.3优化问题描述107
8.2.4优化和评估结果108
8.3主动转向构型的详细优化111
8.3.1优化算法111
8.3.2主动后轮转向111
8.3.3主动前轮转向114
8.3.4四轮转向114
8.4结论115
参考文献116
第9章车辆速度的随机燃油效率优控制117
9.1引言117
9.2SDP策略生成的建模118
9.2.1车辆纵向动力学118
9.2.2参考车速和道路坡度的随机模型119
9.2.3成本函数组成120
9.3随机动态规划122
9.4仿真案例研究122
9.4.1交通中的驾驶123
9.4.2优车辆跟随125
9.5车辆试验126
9.6结论128
参考文献128
第10章预测协同自适应巡航控制：燃油消耗效益和可实施性130
10.1引言130
10.2问题描述131
10.3潜力评估132
10.4非线性滚动优化134
10.5线性MPC架构内的近似控制律136
10.6利用辨识的Hammerstein-Wiener模型的近似控制律137
10.7基于数据的交通预测模型139
10.8结论141
参考文献142
第三部分动力传动优化
第11章混合动力传动系统的拓扑优化145
11.1引言145
11.1.1协同设计方法146
11.1.2问题定义：系统设计优化146
11.1.3本章概述147
11.2控制设计优化：具有舒适性约束的混合动力车辆换档策略149
11.2.1双层优化：控制问题150
11.2.2仿真结果：双层控制设计154
11.3控制和驱动系统设计优化：混合动力车辆的拓扑、变速器、规格和控制优化155
11.4结论158
参考文献158
第12章基于模型的混合动力车辆优能量管理策略160
12.1引言160
12.2HEV中的优化问题160
12.3案例研究：前置变速器并联混合动力161
12.4问题描述163
12.5有限时间范围的能量管理策略164
12.6无限时间范围优化的动机166
12.7从有限时间范围到无限时间范围的优控制问题167
12.8无限时间非线性优控制策略169
12.9策略比较：仿真结果172
12.10结论174
参考文献174
第13章包含热动力学和老化的汽车电池系统优能量管理176
13.1引言176
13.2案例研究和动机177
13.3优控制问题描述178
13.3.1动力传动建模179
13.3.2电池建模180
13.3.3电池老化建模181
13.4优控制问题求解 183
13.4.1动态规划183
13.4.2PMP183
13.5优控制问题结果184
13.5.1动态规划结果184
13.5.2PMP结果187
13.6结论188
参考文献189
第14章具有余热回收系统的柴油发动机优控制1
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| 內容試閱：
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优化技术的应用对于解决汽车系统快速增长所面临的问题是至关重要的。近年来，系统优化方法越来越受到重视，是因为它在开发汽车的层面都发挥了重要作用。在此背景下，奥地利机电一体化能力中心（ACCM）于2013年7月15—16日在林茨（Linz）的约翰尼斯开普勒大学（the Johannes Kepler University）组织了一次研讨会。这次研讨会的目的是将研究优化理论和方法的专家与汽车行业的专家聚集在一起，促进不同领域代表之间的信息交流和公开讨论，除了分析一般优化的问题、方法、工具和应用，会议还聚焦了动态优化问题。
本书是由经过同行评审选出的研讨会论文构成的，分为4个部分。第一部分是对优化基本原理和定制方法的研究，另外三部分为不同类型的汽车优化问题：分别聚焦车辆内容和内部系统优化动力传动优化和发动机优化。
本次研讨会的举办和论文的收集都得到了Daniela Hummer和Sandra Pfistermüller等人的大力支持，在此对他们表示感谢。此外，还要感谢每章的审稿人，他们也为本书的编撰做了大量重要和必要的工作。
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