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

序言
前言
第1章智能網(wǎng)聯(lián)汽車的電子電氣架構1
1.1電子電氣架構概述1
1.1.1什么是電子電氣架構？1
1.1.2汽車電子電氣架構的特點2
1.1.3為什么是電子電氣架構？3
1.2現(xiàn)代汽車電子電氣系統(tǒng)的技術基礎4
1.2.1半導體與集成電路技術4
1.2.2車載通信與總線技術10
1.2.3傳感器技術16
1.2.4軟件工程技術17
1.3汽車電子電氣架構的演變21
1.3.1集中式控制架構22
1.3.2分布式控制架構23
1.3.3域集中式架構24
1.3.4中央集中式控制架構26
1.3.5汽車電子電氣架構趨勢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中國技術路線圖30
1.4.3智能網(wǎng)聯(lián)的信息物理架構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37
參考文獻37
第2章電子電氣架構的電源網(wǎng)絡設計40
2.1汽車電源電壓等級變遷40
2.2點對點連接系統(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46
參考文獻46
第3章電子電氣架構中的控制器組網(wǎng)設計48
3.1功能化組網(wǎng)方法48
3.1.1動力網(wǎng)絡48
3.1.2底盤網(wǎng)絡49
3.1.3車身網(wǎng)絡49
3.1.4診斷網(wǎng)絡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)絡通信的可調度約束條件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機械結構集成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)化應用的域架構方案62
3.5.1特斯拉電動汽車域架構63
3.5.2豐田汽車的域架構64
3.5.3沃爾沃汽車的域架構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67
參考文獻68
第4章汽車電子控制系統(tǒng)的數(shù)學建模70
4.1控制系統(tǒng)數(shù)學模型分類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按是否存在隨機變量分類71
4.1.4按模型的結構的時變特性分類71
4.1.5按空間幾何分布有關分類71
4.2控制系統(tǒng)數(shù)學建模方法71
4.2.1機理建模法71
4.2.2實驗建模法75
4.2.3綜合建模77
4.3模型的驗證與評估79
4.3.1數(shù)學模型的有效性80
4.3.2模型驗證的內容80
4.3.3模型驗證的基本方法81
4.3.4動態(tài)模型驗證的判斷標準81
4.4控制系統(tǒng)的數(shù)學模型表示82
4.4.1數(shù)學模型的表示形式82
4.4.2不同數(shù)學形式的轉換85
4.5汽車機電系統(tǒng)典型器件的數(shù)學模型86
4.5.1常見機械環(huán)節(jié)的數(shù)學模型86
4.5.2常見電子電氣環(huán)節(jié)數(shù)學模型87
4.6汽車復合功率分流混動系統(tǒng)建模應用案例90
4.6.1功率分流混合動力系統(tǒng)結構90
4.6.2動力系統(tǒng)關鍵部件建模90
4.6.3發(fā)動機模型92
4.6.4電機模型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100
參考文獻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利用伯德圖進行奈奎斯特判定118
5.2.4利用尼科爾斯圖進行判定118
5.2.5穩(wěn)定裕量分析119
5.3復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)零下過程的仿真實例127
5.4.1電電混合動力系統(tǒng)結構127
5.4.2冷起動過程數(shù)學模型128
5.4.3系統(tǒng)仿真與分析過程133
5.5本章小結137
參考文獻137
第6章汽車控制器的經(jīng)典設計方法139
6.1控制器性能評價139
6.1.1控制系統(tǒng)的性能設計指標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)典控制器設計一：基于頻率特性的設計方法144
6.2.1開環(huán)頻率特性的分段設計145
6.2.2串聯(lián)校正151
6.2.3反饋校正160
6.3經(jīng)典控制器設計二：基于根軌跡的設計方法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)典控制器設計三：PID控制器設計方法176
6.4.1PID控制器結構及原理176
6.4.2PID控制器設計方法180
6.5經(jīng)典控制器設計四：二自由度控制器設計方法182
6.5.1二自由度控制原理182
6.5.2二自由度控制器設計184
6.6控制系統(tǒng)設計理論的發(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196
參考文獻197
第7章智能網(wǎng)聯(lián)汽車電子控制系統(tǒng)設計應用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驅動電機的控制問題205
7.2高級駕駛輔助系統(tǒng)控制器設計應用案例207
7.2.1定速巡航控制系統(tǒng)207
7.2.2自適應巡航控制系統(tǒng)211
7.2.3電驅動汽車的自適應巡航控制216
7.3轉向系統(tǒng)控制器設計218
7.3.1轉向系統(tǒng)模型219