智能網(wǎng)聯(lián)汽車電子控制系統(tǒng)：從電子電氣架構(gòu)到控制系統(tǒng)的設(shè)計方法

序言
前言
第1章智能網(wǎng)聯(lián)汽車的電子電氣架構(gòu)1
1.1電子電氣架構(gòu)概述1
1.1.1什么是電子電氣架構(gòu)？1
1.1.2汽車電子電氣架構(gòu)的特點(diǎn)2
1.1.3為什么是電子電氣架構(gòu)？3
1.2現(xiàn)代汽車電子電氣系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)4
1.2.1半導(dǎo)體與集成電路技術(shù)4
1.2.2車載通信與總線技術(shù)10
1.2.3傳感器技術(shù)16
1.2.4軟件工程技術(shù)17
1.3汽車電子電氣架構(gòu)的演變21
1.3.1集中式控制架構(gòu)22
1.3.2分布式控制架構(gòu)23
1.3.3域集中式架構(gòu)24
1.3.4中央集中式控制架構(gòu)26
1.3.5汽車電子電氣架構(gòu)趨勢27
1.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車28
1.4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展歷程28
1.4.2中國技術(shù)路線圖30
1.4.3智能網(wǎng)聯(lián)的信息物理架構(gòu)33
1.4.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)形態(tài)33
1.5本章小結(jié)37
參考文獻(xiàn)37
第2章電子電氣架構(gòu)的電源網(wǎng)絡(luò)設(shè)計40
2.1汽車電源電壓等級變遷40
2.2點(diǎn)對點(diǎn)連接系統(tǒng)的低壓電源分配41
2.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車低壓電源42
2.3.1控制器的電源分配42
2.3.2位置化通道化的電源分配44
2.4高壓動力電源分配45
2.5本章小結(jié)46
參考文獻(xiàn)46
第3章電子電氣架構(gòu)中的控制器組網(wǎng)設(shè)計48
3.1功能化組網(wǎng)方法48
3.1.1動力網(wǎng)絡(luò)48
3.1.2底盤網(wǎng)絡(luò)49
3.1.3車身網(wǎng)絡(luò)49
3.1.4診斷網(wǎng)絡(luò)49
3.2基于位置的組網(wǎng)優(yōu)化方法49
3.2.1整車骨干網(wǎng)50
3.2.2組網(wǎng)優(yōu)化模型50
3.2.3網(wǎng)絡(luò)通信的可調(diào)度約束條件51
3.2.4有序樣品的有限容量聚類52
3.2.5最優(yōu)分組求解52
3.3區(qū)域集中化過程中的控制器形態(tài)53
3.3.1機(jī)械結(jié)構(gòu)集成53
3.3.2域控制硬件集成55
3.4什么是域控制56
3.4.1常見模塊分類及特性56
3.4.2動力域：多合一電驅(qū)動總成57
3.4.3動力域：網(wǎng)聯(lián)化動力電池管理系統(tǒng)58
3.4.4自動駕駛域：自動駕駛智能計算平臺61
3.5商業(yè)化應(yīng)用的域架構(gòu)方案62
3.5.1特斯拉電動汽車域架構(gòu)63
3.5.2豐田汽車的域架構(gòu)64
3.5.3沃爾沃汽車的域架構(gòu)65
3.5.4安波福的解決方案65
3.5.5偉世通的解決方案66
3.6本章小結(jié)67
參考文獻(xiàn)68
第4章汽車電子控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模70
4.1控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型分類70
4.1.1按時基分類70
4.1.2按變量的范圍集分類70
4.1.3按是否存在隨機(jī)變量分類71
4.1.4按模型的結(jié)構(gòu)的時變特性分類71
4.1.5按空間幾何分布有關(guān)分類71
4.2控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模方法71
4.2.1機(jī)理建模法71
4.2.2實(shí)驗(yàn)建模法75
4.2.3綜合建模77
4.3模型的驗(yàn)證與評估79
4.3.1數(shù)學(xué)模型的有效性80
4.3.2模型驗(yàn)證的內(nèi)容80
4.3.3模型驗(yàn)證的基本方法81
4.3.4動態(tài)模型驗(yàn)證的判斷標(biāo)準(zhǔn)81
4.4控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型表示82
4.4.1數(shù)學(xué)模型的表示形式82
4.4.2不同數(shù)學(xué)形式的轉(zhuǎn)換85
4.5汽車機(jī)電系統(tǒng)典型器件的數(shù)學(xué)模型86
4.5.1常見機(jī)械環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型86
4.5.2常見電子電氣環(huán)節(jié)數(shù)學(xué)模型87
4.6汽車復(fù)合功率分流混動系統(tǒng)建模應(yīng)用案例90
4.6.1功率分流混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)90
4.6.2動力系統(tǒng)關(guān)鍵部件建模90
4.6.3發(fā)動機(jī)模型92
4.6.4電機(jī)模型94
4.6.5動力電池模型97
4.6.6液壓系統(tǒng)模型98
4.7本章小結(jié)100
參考文獻(xiàn)100
第5章汽車控制系統(tǒng)的經(jīng)典分析方法102
5.1控制系統(tǒng)的數(shù)字仿真分析方法102
5.1.1靜態(tài)性能分析102
5.1.2動態(tài)性能分析103
5.1.3頻域分析方法106
5.1.4根軌跡分析法110
5.1.5圖形化系統(tǒng)分析工具115
5.2控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與判定116
5.2.1李雅普諾夫穩(wěn)定性判定方法116
5.2.2奈奎斯特穩(wěn)定性判定方法117
5.2.3利用伯德圖進(jìn)行奈奎斯特判定118
5.2.4利用尼科爾斯圖進(jìn)行判定118
5.2.5穩(wěn)定裕量分析119
5.3復(fù)雜控制問題的仿真分析方法123
5.3.1理想高階系統(tǒng)的響應(yīng)與近似123
5.3.2開環(huán)小參數(shù)對閉環(huán)的影響126
5.4氫能汽車動力系統(tǒng)零下過程的仿真實(shí)例127
5.4.1電電混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)127
5.4.2冷起動過程數(shù)學(xué)模型128
5.4.3系統(tǒng)仿真與分析過程133
5.5本章小結(jié)137
參考文獻(xiàn)137
第6章汽車控制器的經(jīng)典設(shè)計方法139
6.1控制器性能評價139
6.1.1控制系統(tǒng)的性能設(shè)計指標(biāo)140
6.1.2控制器硬件性能評價142
6.1.3控制器軟件算法性能評價143
6.2經(jīng)典控制器設(shè)計一：基于頻率特性的設(shè)計方法144
6.2.1開環(huán)頻率特性的分段設(shè)計145
6.2.2串聯(lián)校正151
6.2.3反饋校正160
6.3經(jīng)典控制器設(shè)計二：基于根軌跡的設(shè)計方法165
6.3.1串聯(lián)超前校正166
6.3.2串聯(lián)滯后校正174
6.4經(jīng)典控制器設(shè)計三：PID控制器設(shè)計方法176
6.4.1PID控制器結(jié)構(gòu)及原理176
6.4.2PID控制器設(shè)計方法180
6.5經(jīng)典控制器設(shè)計四：二自由度控制器設(shè)計方法182
6.5.1二自由度控制原理182
6.5.2二自由度控制器設(shè)計184
6.6控制系統(tǒng)設(shè)計理論的發(fā)展簡介188
6.6.1狀態(tài)空間方法與現(xiàn)代控制理論188
6.6.2大系統(tǒng)與智能控制方法192
6.6.3超現(xiàn)代控制理論簡介194
6.7本章小結(jié)196
參考文獻(xiàn)197
第7章智能網(wǎng)聯(lián)汽車電子控制系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用198
7.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車中的幾類控制問題198
7.1.1自動駕駛汽車的路徑跟蹤199
7.1.2新能源汽車混合動力總成的構(gòu)型與配置201
7.1.3新能源汽車混合動力總成的優(yōu)化與控制204
7.1.4驅(qū)動電機(jī)的控制問題205
7.2高級駕駛輔助系統(tǒng)控制器設(shè)計應(yīng)用案例207
7.2.1定速巡航控制系統(tǒng)207
7.2.2自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)211
7.2.3電驅(qū)動汽車的自適應(yīng)巡航控制216
7.3轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器設(shè)計218
7.3.1轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型219