车辆动力学及其控制

《车辆动力学及其控制》作为全国工程硕士专业学位教育指导委员会选定的全国工程硕士研究生教育核心教材之一，系统地介绍了车辆动力学及其控制的理论和方法。全书由地面车辆和轨道车辆两大部分组成，其中地面车辆部分首先对汽车的纵向、侧向和垂向动力学及其控制系统分别给予介绍，此外还包括了汽车的空气动力学、侧翻以及履带车辆动力学的内容；轨道车辆部分的内容主要包括轮轨关系及基本理论、蛇行运动与稳定性、随机响应理论、曲线导向理论、轨道车辆的纵向动力学以及轨道车辆的运行安全性等。在内容安排上充分考虑了知识结构的完整性和系统性，注重实例分析，使读者在了解车辆动力学基本内容的同时，通过几个完整的实例学会运用系统方法及现代控制理论进行动力学建模、仿真分析和控制系统设计的方法，同时也掌握相关系统动力学分析软件的使用方法。

《车辆动力学及其控制》可作为高等院校车辆工程专业的工程硕士教...

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《车辆动力学及其控制》作为全国工程硕士专业学位教育指导委员会选定的全国工程硕士研究生教育核心教材之一，系统地介绍了车辆动力学及其控制的理论和方法。全书由地面车辆和轨道车辆两大部分组成，其中地面车辆部分首先对汽车的纵向、侧向和垂向动力学及其控制系统分别给予介绍，此外还包括了汽车的空气动力学、侧翻以及履带车辆动力学的内容；轨道车辆部分的内容主要包括轮轨关系及基本理论、蛇行运动与稳定性、随机响应理论、曲线导向理论、轨道车辆的纵向动力学以及轨道车辆的运行安全性等。在内容安排上充分考虑了知识结构的完整性和系统性，注重实例分析，使读者在了解车辆动力学基本内容的同时，通过几个完整的实例学会运用系统方法及现代控制理论进行动力学建模、仿真分析和控制系统设计的方法，同时也掌握相关系统动力学分析软件的使用方法。

《车辆动力学及其控制》可作为高等院校车辆工程专业的工程硕士教材，也可用作本科和工学硕士的教学用书和企业技术人员的培训教材，对从事车辆工程研究的技术人员也有参考价值。

前言第一章 车辆纵向动力学及其控制 第一节 轮胎纵向力学特性 一、轮胎的滚动阻力 二、道路阻力 三、轮胎侧偏阻力 四、总的车轮滚动阻力 五、轮胎纵向力与滑动率的关系 第二节 汽车的动力与传动系统 一、理想的动力传动特性 二、动力传动系统的功能 三、现代动力传动系统的种类和组成 第三节 驱动动力学性能及分析 一、车辆行驶阻力与功率需求 二、驱动系统的特性场 三、车辆动力与传动系统性能仿真 四、建模工具介绍 第四节 动力与传动系统的控制 一、发动机燃油喷射及电子点火控制 二、离合器控制 三、自动变速器控制 第五节 制动动力学及其控制 一、概述 二、直线制动动力学分析 三、制动稳定性分析 四、制动力控制系统 五、车轮防抱死控制系统第二章 车辆操纵动力学及其控制 第一节 轮胎侧偏特性与轮胎模型 一、相关术语及定义 二、轮胎模型 三、轮胎的侧向力学特性 四、整车建模中对轮胎模型的考虑 第二节 基本操纵模型 一、作用于车辆的外力与外力矩 二、基本操纵模型假设 三、运动方程的推导 四、操纵动力学特性分析 五、对实际问题的考虑 第三节 基本操纵模型的扩展 一、考虑车身侧倾的三自由度操纵模型 二、车轮转动效应 三、转向系统的影响 四、悬架运动学 五、变形转向 第四节 转向系统的控制 一、四轮转向系统 二、电动助力转向系统第三章 车辆行驶动力学及其控制 第一节 路面输入模型 一、路面测量技术及数据处理 二、路面输入模型 第二节 汽车舒适性评价标准 一、标准 二、平顺性测量 第三节 行驶动力学模型 一、模型推导的前提 二、单轮车辆模型的推导 三、半车模型的推导和结果分析 四、整车模型的推导和结果分析 第四节 可控悬架系统 一、车身高度调节系统 二、自适应系统 三、可切换阻尼系统 四、全主动系统 五、有限带宽主动系统 六、连续可变阻尼的半主动系统 七、各类悬架系统的性能比较第四章 汽车空气动力学 第一节 SAE汽车动力学坐标系及相关术语和定义 第二节 气动阻力 一、形状阻力 二、摩擦阻力 三、诱导阻力 四、干扰阻力 五、内部阻力 第三节 气动升力 第四节 气动力对汽车性能的影响 一、概述 二、发动机功率与车速的关系 三、气动阻力与最高车速的关系 四、气动阻力对加速度的影响 五、气动阻力对燃油经济性的影响 第五节 气动力对汽车操纵稳定陛的影响 一、概述 二、影响汽车操纵稳定性的气动力 三、提高操纵稳定性的汽车造型措施 四、侧倾力矩 第六节 汽车空气动力学试验 一、试验基本方法 二、汽车风洞 三、汽车风洞试验的准则 四、风洞试验的测量方法第五章 汽车侧翻 第一节 刚性汽车的准静态侧翻 第二节 考虑悬架的准静态侧翻 第三节 汽车的瞬态侧翻 一、简单的侧翻模型 二、横摆-侧翻模型 三、绊倒侧翻 第四节 侧翻事故过程第六章 履带式车辆动力学概述 第一节 悬架系统 一、弹性元件的发展 二、减振器的发展 第二节 履带车辆行驶动力学 一、履带效应 二、行驶动力学模型 第三节 履带车辆转向动力学 一、作用在履带车辆上的外力 二、作用在履带车辆上的外力矩 三、转向阻力系数 四、转向所需牵引力和制动力第七章 轮轨关系及基本理论 第一节 概述 第二节 轮轨接触几何关系 第三节 蠕滑理论 第四节 单轮对的仿真模拟第八章 蛇行运动与稳定性 第一节 横向稳定性及车辆的临界速度 第二节 单轮对横向稳定性 第三节 H型构架式转向架横向稳定性 第四节 整车横向稳定性第九章 轨道车辆的随机响应理论 第一节 轨道的随机激励输入描述 一、轨道高低不平顺 二、轨道水平不平顺 三、轨道方向不平顺 四、轨道轨距不平顺 第二节 车辆的随机响应计算 第三节 地铁列车的随机响应第十章 曲线导向理论 第一节 概述 第二节 单轮对的曲线通过数学模型 一、单轮对的线性曲线通过模型 二、单轮对的非线性曲线通过模型 第三节 单转向架的曲线通过模型 第四节 四轴车曲线通过模型 第五节 独立轮及轮对的导向问题第十一章 轨道车辆的纵向动力学 第一节 列车的纵向动力学 第二节 纵向振动数学模型 第三节 制动和牵引对列车纵向振动的影响 一、紧急制动工况 二、常用制动工况 三、起动牵引工况 第四节 列车碰撞动力学第十二章 轨道车辆的运行安全性 第一节 脱轨的类型及机理 第二节 基本的脱轨安全评价指标 一、Nadal公式 二、Marie公式 三、Weinstock准则 四、JNR的动态脱轨判断准则 五、滑轨判断准则 第三节 影响因素及防治措施 一、影响因素 二、防治措施参考文献

前言第一章 车辆纵向动力学及其控制 第一节 轮胎纵向力学特性 一、轮胎的滚动阻力 二、道路阻力 三、轮胎侧偏阻力 四、总的车轮滚动阻力 五、轮胎纵向力与滑动率的关系 第二节 汽车的动力与传动系统 一、理想的动力传动特性 二、动力传动系统的功能 三、现代动力传动系统的种类和组成 第三节 驱动动力学性能及分析 一、车辆行驶阻力与功率需求 二、驱动系统的特性场 三、车辆动力与传动系统性能仿真 四、建模工具介绍 第四节 动力与传动系统的控制 一、发动机燃油喷射及电子点火控制 二、离合器控制 三、自动变速器控制 第五节 制动动力学及其控制 一、概述 二、直线制动动力学分析 三、制动稳定性分析 四、制动力控制系统 五、车轮防抱死控制系统第二章 车辆操纵动力学及其控制 第一节 轮胎侧偏特性与轮胎模型 一、相关术语及定义 二、轮胎模型 三、轮胎的侧向力学特性 四、整车建模中对轮胎模型的考虑 第二节 基本操纵模型 一、作用于车辆的外力与外力矩 二、基本操纵模型假设 三、运动方程的推导 四、操纵动力学特性分析 五、对实际问题的考虑 第三节 基本操纵模型的扩展 一、考虑车身侧倾的三自由度操纵模型 二、车轮转动效应 三、转向系统的影响 四、悬架运动学 五、变形转向 第四节 转向系统的控制 一、四轮转向系统 二、电动助力转向系统第三章 车辆行驶动力学及其控制 第一节 路面输入模型 一、路面测量技术及数据处理 二、路面输入模型 第二节 汽车舒适性评价标准 一、标准 二、平顺性测量 第三节 行驶动力学模型 一、模型推导的前提 二、单轮车辆模型的推导 三、半车模型的推导和结果分析 四、整车模型的推导和结果分析 第四节 可控悬架系统 一、车身高度调节系统 二、自适应系统 三、可切换阻尼系统 四、全主动系统 五、有限带宽主动系统 六、连续可变阻尼的半主动系统 七、各类悬架系统的性能比较第四章 汽车空气动力学 第一节 SAE汽车动力学坐标系及相关术语和定义 第二节 气动阻力 一、形状阻力 二、摩擦阻力 三、诱导阻力 四、干扰阻力 五、内部阻力 第三节 气动升力 第四节 气动力对汽车性能的影响 一、概述 二、发动机功率与车速的关系 三、气动阻力与最高车速的关系 四、气动阻力对加速度的影响 五、气动阻力对燃油经济性的影响 第五节 气动力对汽车操纵稳定陛的影响 一、概述 二、影响汽车操纵稳定性的气动力 三、提高操纵稳定性的汽车造型措施 四、侧倾力矩 第六节 汽车空气动力学试验 一、试验基本方法 二、汽车风洞 三、汽车风洞试验的准则 四、风洞试验的测量方法第五章 汽车侧翻 第一节 刚性汽车的准静态侧翻 第二节 考虑悬架的准静态侧翻 第三节 汽车的瞬态侧翻 一、简单的侧翻模型 二、横摆-侧翻模型 三、绊倒侧翻 第四节 侧翻事故过程第六章 履带式车辆动力学概述 第一节 悬架系统 一、弹性元件的发展 二、减振器的发展 第二节 履带车辆行驶动力学 一、履带效应 二、行驶动力学模型 第三节 履带车辆转向动力学 一、作用在履带车辆上的外力 二、作用在履带车辆上的外力矩 三、转向阻力系数 四、转向所需牵引力和制动力第七章 轮轨关系及基本理论 第一节 概述 第二节 轮轨接触几何关系 第三节 蠕滑理论 第四节 单轮对的仿真模拟第八章 蛇行运动与稳定性 第一节 横向稳定性及车辆的临界速度 第二节 单轮对横向稳定性 第三节 H型构架式转向架横向稳定性 第四节 整车横向稳定性第九章 轨道车辆的随机响应理论 第一节 轨道的随机激励输入描述 一、轨道高低不平顺 二、轨道水平不平顺 三、轨道方向不平顺 四、轨道轨距不平顺 第二节 车辆的随机响应计算 第三节 地铁列车的随机响应第十章 曲线导向理论 第一节 概述 第二节 单轮对的曲线通过数学模型 一、单轮对的线性曲线通过模型 二、单轮对的非线性曲线通过模型 第三节 单转向架的曲线通过模型 第四节 四轴车曲线通过模型 第五节 独立轮及轮对的导向问题第十一章 轨道车辆的纵向动力学 第一节 列车的纵向动力学 第二节 纵向振动数学模型 第三节 制动和牵引对列车纵向振动的影响 一、紧急制动工况 二、常用制动工况 三、起动牵引工况 第四节 列车碰撞动力学第十二章 轨道车辆的运行安全性 第一节 脱轨的类型及机理 第二节 基本的脱轨安全评价指标 一、Nadal公式 二、Marie公式 三、Weinstock准则 四、JNR的动态脱轨判断准则 五、滑轨判断准则 第三节 影响因素及防治措施 一、影响因素 二、防治措施参考文献
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