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目录1

第一章 离散系统动力学1

§1.1引言1

1.1.1建模，连续性－离散性－有限元的划分1

1.1.2建立微分方程的原则1

1.1.3解微分方程2

§1.2单自由度系统2

1.2.1齐次方程的解（固有振动）3

1.2.2受迫振动6

1.2.3时间域的信号处理17

§1.3多自由度系统17

1.3.1建立无阻尼系统微分方程17

1．自由振动18

2．模态分析19

1.3.2凭借模态转化确定频响函数20

1.3.3弱阻尼系统的模态分析22

1.3.4强阻尼系统的模态分析23

§1.4从控制工程角度看复数动力学系统24

1.3.6参考文献24

1.3.5总结24

1.4.1状态空间表示法25

1.4.2参考文献30

§1.5附录30

第二章 随机振动33

§2.1基础论述33

2.1.1分布密度函数和分布函数33

2.1.2高斯分布34

2.1.3从时间函数导出功率谱密度35

§2.2路面不平度的功率谱密度36

§2.3计算实例40

§2.4系统基础理论41

§2.5参考文献44

第三章 垂向动力学45

§3.1四分之一汽车模型与路面激励45

3.1.1自由振动45

3.1.2频率域的受迫振动48

§3.2随机激励下汽车垂向模型54

3.2.1单自由度汽车垂向系统的实例研究55

§3.3汽车部件垂向动力学60

3.3.1弹簧60

1．钢板弹簧60

2．螺旋弹簧61

3．扭杆弹簧64

4．气弹簧64

3.3.2减震器67

3.3.3橡胶金属部件70

1．橡胶金属部件结构70

2．橡胶金属部件的动态特性71

3.3.4轮胎73

1．承载能力与弹性模量73

2．轮胎的温度特性和热学问题75

3．轮胎参数76

§3.4垂向动力学的其它简单线性模型77

3.4.1二维垂直和府仰模型77

3.4.2垂直、俯仰和侧倾运动的三维垂向模型81

§3.5参考文献88

§4.1纵向动力学运动方程90

第四章 纵向动力学90

4.2.1滚动阻力92

§4.2行驶阻力92

4.2.2爬坡阻力97

4.2.3空气阻力（空气动力学）98

3．内循环阻力99

4．诱导阻力99

5．侧向气流99

2．表面阻力99

1．压力阻力99

6．升力100

4.2.4加速阻力100

§4.3行驶极限101

4.3.1垂向载荷101

4.3.2驱动附着率：前轮驱动和后轮驱动103

4.3.3四轮驱动的附着率107

4.3.4制动附着率109

4.3.5理想制动力分配112

§4.4切向力图113

4.4.1切向力图的驱动力分配115

4.4.2切向力图的制动力分配119

4.4.3简单的稳定性讨论123

1．制动，前轮抱死123

2．制动，后轮抱死124

3．驱动，前轮滑转124

4．驱动，后轮滑转124

§4.5制动器（能量关系）124

2．斜坡持续制动：v＝常数125

1．平缓路面制动（减速）125

4.5.1制动功率125

4.5.2车轮受的制动力矩及切向力126

4.5.3斜坡持续制动128

§4.6瞬时的加速与减速过程129

4.6.1建立运动方程129

1．动态关系131

2．运动方程与运动边界条件相结合133

3．车轮载荷133

5．俯仰和垂向运动方程组134

4．车轮缘切向力134

6．对称情况下的车轮载荷135

7．对称情况下的车轮缘切向力135

4.6.2应用实例137

§4.7参考文献140

第五章 横向动力学以及单轨模型142

§5.1横向运动的运动方程组142

§5.2解齐次微分方程146

§5.3解非齐次微分方程147

5.3.1传递函数的图形表达，脉冲和阶跃响应148

§5.4汽车操纵稳定性153

5.4.1稳态圆周行驶153

§5.5操纵稳定性的特别影响因素159

5.5.1非线性因素159

1．侧偏刚度159

2．转向伸缩性161

3．切向力对侧向力和转向力矩的影响161

4．回正力矩的影响162

5．车轮导向装置的伸缩性与它的运动性能163

6．侧倾转向163

§5.6参考文献164

第六章 轮胎166

§6.1轮胎的结构166

§6.2橡胶摩擦167

§6.3轮胎鬃毛模型169

6.3.1轮胎鬃毛模型（纵向）169

6.3.2轮胎鬃毛模型（横向）173

§6.4轮胎的真实特性175

6.4.1轮胎纵向的稳态特性，驱动和制动时的轮胎175

1．侧偏稳态特性179

6.4.2横向轮胎稳态特性179

2．外倾稳态特性183

3．潮湿路面对侧偏的影响185

6.4.3侧偏时轮胎驱动或制动（稳态）185

§6.5借助描述方程形象地表达轮胎的动态和稳态特性189

6.5.1侧偏角随时间变化时轮胎的动态特性189

6.5.2轮胎的稳态特性192

§6.6汽车动力学的特殊问题：转向摆振193

§6.7参考文献196

7.1.1模糊逻辑的数学背景199

第七章 模糊控制学199

§7.1导论199

7.1.2模糊控制器以及它的数学元素200

§7.2横向动力学应用实例203

7.2.1汽车动力学背景203

7.2.2保持转向因数为常数的系统结构204

7.2.3控制圈的结构206

7.2.4输入和输出语言变量206

7.2.5模拟结果208

7.2.6结论与展望209

§7.3进化决策法优化210

7.3.1基础理论211

1．更改变量值211

2．选择变量的参数212

7.3.2应用实例212

1．侧倾控制器213

2．阻尼控制器215

§7.4展望217

§7.5参考文献217