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本書(shū)以分布式輪轂驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)為研究對(duì)象，集中展現(xiàn)作者多年來(lái)在電動(dòng)汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的影響分析、車(chē)輛系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)自適應(yīng)估計(jì)、底盤(pán)容錯(cuò)穩(wěn)定性、時(shí)滯非線性分析及控制、節(jié)能控制等方面的*新研究成果。本書(shū)力求讓讀者系統(tǒng)地掌握分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)底盤(pán)穩(wěn)定性控制的理論、技術(shù)本質(zhì)及相關(guān)前沿科學(xué)問(wèn)題。
本書(shū)可作為車(chē)輛工程及相關(guān)專業(yè)的研究生、高年級(jí)本科生的教材或參考書(shū)，也可為從事汽車(chē)行業(yè)的工程技術(shù)人員提供參考。

隨著石油資源的迅速遞減與大氣污染的加劇，節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境已經(jīng)成為人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的主題。設(shè)計(jì)更加安全智能、環(huán)保、節(jié)能的新能源汽車(chē)是時(shí)代發(fā)展的要求，電動(dòng)汽車(chē)能量效率高，能實(shí)現(xiàn)有害氣體和溫室氣體的零排放，代表著新能源汽車(chē)的主要發(fā)展方向，引發(fā)了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，已開(kāi)始成為各國(guó)汽車(chē)領(lǐng)域研究與產(chǎn)業(yè)研發(fā)的熱點(diǎn)。
與集中式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)相比，分布式輪轂驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)使用輪轂電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)四個(gè)車(chē)輪，以線控系統(tǒng)（Xbywire，X代表驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)等）取代傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)鏈接，在大幅簡(jiǎn)化底盤(pán)結(jié)構(gòu)、提高傳動(dòng)效率的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)各車(chē)輪轉(zhuǎn)矩的獨(dú)立控制與快速響應(yīng)，為車(chē)輛動(dòng)力學(xué)控制提供了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，更易實(shí)現(xiàn)車(chē)輛底盤(pán)動(dòng)力學(xué)主動(dòng)安全系統(tǒng)的集成控制，將極大地改善車(chē)輛操縱舒適性和車(chē)輛底盤(pán)穩(wěn)定性。然而，作為被國(guó)際汽車(chē)領(lǐng)域研究學(xué)者認(rèn)為是未來(lái)*有發(fā)展?jié)摿Φ娜萝?chē)輛框架之一的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)，在為車(chē)輛底盤(pán)動(dòng)力學(xué)控制帶來(lái)利好的同時(shí)，其底盤(pán)動(dòng)力學(xué)控制也面臨著新的可靠性和安全性的挑戰(zhàn)。例如，分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)中裝備的無(wú)機(jī)械和液壓后備的汽車(chē)線控系統(tǒng)，在部件發(fā)生失效或故障時(shí)將失去控制，可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全隱患；其線控的電動(dòng)汽車(chē)底盤(pán)動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)也面臨時(shí)滯的干擾；又由于整車(chē)質(zhì)量的重新分布與輪轂電機(jī)的安裝導(dǎo)致整車(chē)簧上簧下質(zhì)量比例發(fā)生變化，電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力學(xué)特性及車(chē)輛操縱穩(wěn)定性對(duì)載荷參數(shù)易敏感等。本著作以分布式輪轂驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)為研究對(duì)象，圍繞載荷參數(shù)變化對(duì)電動(dòng)汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的影響、電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)估計(jì)及底盤(pán)容錯(cuò)穩(wěn)定性、時(shí)滯非線性控制等問(wèn)題展開(kāi)深入研究，集中展現(xiàn)*近的研究成果。本著作的主要內(nèi)容分為八章：第1章闡述分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)研究的背景及發(fā)展；第2章分析載荷參數(shù)及輪轂電機(jī)等對(duì)電動(dòng)汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的影響；第3章對(duì)分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的載荷參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)估計(jì)；第4章基于不同種類(lèi)的非線性卡爾曼濾波對(duì)車(chē)輛狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行估計(jì)；第5章強(qiáng)調(diào)電動(dòng)汽車(chē)側(cè)向穩(wěn)定性魯棒控制；第6章聚焦電動(dòng)汽車(chē)多時(shí)滯非線性動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性分析及控制；第7章分析分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)容錯(cuò)穩(wěn)定性控制；第8章介紹面向節(jié)能的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)穩(wěn)定性控制。本著作力求讓讀者從系統(tǒng)上掌握分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)底盤(pán)穩(wěn)定性控制的理論、技術(shù)本質(zhì)及相關(guān)前沿科學(xué)知識(shí)。
本著作在撰寫(xiě)的過(guò)程中得到了東南大學(xué)陳南教授的指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝。同時(shí)誠(chéng)摯感謝美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校王俊敏教授一直以來(lái)在學(xué)術(shù)上的合作與討論。本書(shū)的主要內(nèi)容來(lái)源于作者及所在團(tuán)隊(duì)的科研成果，感謝研究生馬翔、卿志勇、汪振、陳明勝、陳琦、呂永健、李巖峻、胡夢(mèng)然、李廣民等對(duì)本書(shū)部分初稿的寫(xiě)作與丁昊楠、王凡勛、胡敬宇等的校核整理。
感謝中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目“四輪驅(qū)動(dòng)純電動(dòng)汽車(chē)底盤(pán)系統(tǒng)智能動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制機(jī)制與能量?jī)?yōu)化管理（U1664258）”，國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“基于事件流的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)安全節(jié)能協(xié)調(diào)架構(gòu)及控制機(jī)理（No.51975118）”，國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目“基于深度學(xué)習(xí)的分布式驅(qū)動(dòng)輕型電動(dòng)汽車(chē)多狀態(tài)感知及時(shí)滯混雜控制研究（No.51905329）”，上海汽車(chē)工業(yè)教育基金等的資助，本書(shū)的研究?jī)?nèi)容集中體現(xiàn)了以上科研項(xiàng)目的*新研究成果。
限于作者的水平，書(shū)中的觀點(diǎn)與內(nèi)容難免有不當(dāng)之處，懇請(qǐng)專家學(xué)者批評(píng)指正！

第1章緒論1
1.1分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)研究的背景及意義1
1.1.1分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的研究背景1
1.1.2分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展概述4
1.2本書(shū)研究的主要內(nèi)容11
1.2.1分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)估計(jì)11
1.2.2分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)底盤(pán)穩(wěn)定性控制12
參考文獻(xiàn)13
第2章載荷參數(shù)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)操縱
穩(wěn)定性的影響分析19
2.1輕型電動(dòng)汽車(chē)載荷參數(shù)靈敏度分析19
2.1.1輕型電動(dòng)汽車(chē)載荷參數(shù)建模19
2.1.2軌跡靈敏度基礎(chǔ)23
2.1.3車(chē)輛載荷參數(shù)靈敏度建立25
2.1.4靈敏度仿真分析27
2.2輪轂電機(jī)對(duì)車(chē)輛操縱穩(wěn)定性的影響分析31
2.2.1輪轂電機(jī)對(duì)車(chē)輛操縱穩(wěn)定性的影響31
2.2.2仿真結(jié)果33
參考文獻(xiàn)38
第3章分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)載荷
參數(shù)估計(jì)41
3.1基于縱向運(yùn)動(dòng)的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)參數(shù)估計(jì)41
3.1.1車(chē)輛縱向動(dòng)力學(xué)估計(jì)模型41
3.1.2整車(chē)質(zhì)量及質(zhì)心縱向位置估計(jì)策略50
3.1.3仿真分析56
3.2考慮縱向、側(cè)向運(yùn)動(dòng)控制的電動(dòng)汽車(chē)參數(shù)自適應(yīng)估計(jì)64
3.2.1車(chē)輛動(dòng)力學(xué)定向估計(jì)模型65
3.2.2基于狀態(tài)預(yù)測(cè)誤差補(bǔ)償參數(shù)自適應(yīng)估計(jì)69
3.2.3基于參數(shù)誤差收斂特性的補(bǔ)償參數(shù)自適應(yīng)估計(jì)76
3.2.4參數(shù)自適應(yīng)估計(jì)仿真及對(duì)比分析81
參考文獻(xiàn)87
第4章基于非線性卡爾曼濾波的
車(chē)輛狀態(tài)參數(shù)估計(jì)90
4.1基于拓展卡爾曼濾波的車(chē)輛狀態(tài)估計(jì)90
4.1.1拓展卡爾曼濾波（EKF）簡(jiǎn)介90
4.1.2車(chē)輛狀態(tài)EKF估計(jì)算法過(guò)程94
4.1.3EKF估計(jì)仿真分析98
4.2雙重拓展卡爾曼濾波（DEKF）的車(chē)輛狀態(tài)參數(shù)聯(lián)合估計(jì)101
4.2.1車(chē)輛DEKF估計(jì)簡(jiǎn)介101
4.2.2車(chē)輛DEKF狀態(tài)參數(shù)聯(lián)合估計(jì)設(shè)計(jì)102
4.2.3DEKF估計(jì)仿真分析107
4.3基于容積卡爾曼濾波的車(chē)輛狀態(tài)估計(jì)110
4.3.1容積卡爾曼濾波原理110
4.3.2車(chē)輛狀態(tài)估計(jì)容積卡爾曼濾波算法設(shè)計(jì)116
4.3.3仿真分析119
參考文獻(xiàn)128
第5章電動(dòng)汽車(chē)側(cè)向穩(wěn)定性
魯棒控制130
5.1車(chē)輛李雅普諾夫側(cè)向保守穩(wěn)定域估計(jì)130
5.1.1李雅普諾夫理論131
5.1.2車(chē)輛穩(wěn)定域估計(jì)理論推導(dǎo)134
5.1.3穩(wěn)定域仿真對(duì)比142
5.2電動(dòng)汽車(chē)橫擺穩(wěn)定性魯棒控制146
5.2.1車(chē)輛橫擺穩(wěn)定性的控制目標(biāo)146
5.2.2參數(shù)不確定的車(chē)輛橫擺動(dòng)力學(xué)模型148
5.2.3電動(dòng)汽車(chē)橫擺穩(wěn)定性魯棒控制器設(shè)計(jì)154
5.2.4橫擺仿真驗(yàn)證163
5.3電動(dòng)汽車(chē)側(cè)傾穩(wěn)定性魯棒控制166
5.3.1車(chē)輛側(cè)傾穩(wěn)定性的控制需求166
5.3.2車(chē)輛側(cè)傾動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)模型168
5.3.3車(chē)輛側(cè)傾穩(wěn)定性魯棒控制器設(shè)計(jì)170
5.3.4側(cè)傾仿真驗(yàn)證177
參考文獻(xiàn)179
第6章電動(dòng)汽車(chē)多時(shí)滯非線性動(dòng)
力學(xué)穩(wěn)定性分析及控制182
6.1含時(shí)滯的DYC質(zhì)心側(cè)偏角控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析182
6.1.1考慮多時(shí)滯的電動(dòng)汽車(chē)DYC控制模型182
6.1.2多時(shí)滯對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)DYC控制的影響193
6.1.3頻域法分析多時(shí)滯電動(dòng)汽車(chē)DYC轉(zhuǎn)向系統(tǒng)穩(wěn)定性205
6.1.4時(shí)域法分析多時(shí)滯電動(dòng)汽車(chē)DYC轉(zhuǎn)向系統(tǒng)穩(wěn)定性212
6.2基于時(shí)滯系統(tǒng)*優(yōu)控制的附加橫擺力矩控制器設(shè)計(jì)217
6.2.1考慮時(shí)滯的電動(dòng)汽車(chē)受控系統(tǒng)模型217
6.2.2基于時(shí)滯*優(yōu)理論的前饋反饋橫擺力矩控制器設(shè)計(jì)218
6.2.3仿真分析220
參考文獻(xiàn)226
第7章分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)容錯(cuò)
穩(wěn)定性控制227
7.1基于控制分配的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)容錯(cuò)控制227
7.1.1電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力學(xué)上層滑�？刂破髟O(shè)計(jì)228
7.1.2電動(dòng)汽車(chē)控制分配比較研究232
7.1.3輪轂電機(jī)故障時(shí)控制再分配策略247
7.1.4仿真驗(yàn)證248
7.2分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)多模型預(yù)測(cè)容錯(cuò)控制251
7.2.1電動(dòng)汽車(chē)多模型預(yù)測(cè)控制基本原理252
7.2.2電動(dòng)汽車(chē)多模型預(yù)測(cè)控制模型集的建立253
7.2.3電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)切換指標(biāo)和切換模塊設(shè)計(jì)255
7.2.4輪轂電機(jī)故障電動(dòng)汽車(chē)預(yù)測(cè)控制算法258
7.2.5仿真結(jié)果266
參考文獻(xiàn)272
第8章面向節(jié)能的分布式驅(qū)動(dòng)電
動(dòng)汽車(chē)穩(wěn)定性控制273
8.1分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)自適應(yīng)能量?jī)?yōu)化控制273
8.1.1電動(dòng)汽車(chē)上層動(dòng)力學(xué)模型預(yù)測(cè)跟蹤控制273
8.1.2電動(dòng)汽車(chē)下層動(dòng)力學(xué)自適應(yīng)能量?jī)?yōu)化控制277
8.1.3節(jié)能優(yōu)化控制仿真284
8.2面向節(jié)能的電動(dòng)汽車(chē)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配控制策略287
8.2.1輪轂電機(jī)效率模型287
8.2.2輪轂電機(jī)能耗計(jì)算模型291
8.2.3考慮整車(chē)能耗的轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配控制策略294
8.2.4考慮轉(zhuǎn)矩變化率的節(jié)能轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配控制策略299
參考文獻(xiàn)302

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