智能網聯汽車電子控制系統

序言
前言
第1章智慧網聯汽車的電子電氣架構1
1.1電子電氣架構概述1
1.1.1什麼是電子電氣架構？ 1
1.1.2汽車電子電氣架構的特性2
1.1.3為什麼是電子電氣架構？ 3
1.2現代汽車電子電氣系統的技術基礎4
1.2.1半導體與積體電路技術4
1.2.2車載通訊與匯流排技術10
1.2.3感測器技術16
1.2.4軟體工程技術17
1.3汽車電子電氣架構的演進21
1.3.1集中式控制架構22
1.3.2分散式控制架構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智慧網聯汽車28
1.4.1智慧網聯汽車發展歷程28
1.4.2中國技術路線圖30
1.4.3智慧網聯的資訊物理架構33
1.4.4智慧網聯汽車產業形態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路設計40
2.1汽車電源電壓等級變化40
2.2點對點連接系統的低電壓電源分配41
2.3智慧網聯汽車低壓電源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網路設計48
3.1功能化組網方法48
3.1.1動力網48
3.1.2底盤網路49
3.1.3車身網路49
3.1.4診斷網49
3.2基於位置的組網優化方法49
3.2.1整車骨幹網路50
3.2.2組網優化模型50
3.2.3網路通訊的可調度約束條件51
3.2.4有序樣品的有限容量聚類52
3.2.5最優分組求解52
3.3區域集中化過程中的控制器形態53
3.3.1機械結構整合53
3.3.2域控制硬體整合55
3.4什麼是域控制56
3.4.1常見模組分類及特性56
3.4.2動力域：多合一電力驅動總成57
3.4.3動力域：網路聯化動力電池管理系統58
3.4.4自動駕駛域：自動駕駛智慧運算平台61
3.5商業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的數學建模70
4.1控制系統數學模型分類70
4.1.1按時基分類70
4.1.2依變數的範圍集分類70
4.1.3依是否存在隨機變數分類71
4.1.4依模型的結構的時變特性分類71
4.1.5依空間幾何分佈有關分類71
4.2控制系統數學建模方法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動態模型驗證的判斷標準81
4.4控制系統的數學模型表示82
4.4.1數學模型的表示形式82
4.4.2不同數學形式的轉換85
4.5汽車機電系統典型裝置的數學模型86
4.5.1常見機械環節的數學模型86
4.5.2常見電子電氣環節數學模型87
4.6汽車複合功率分流混合系統建模應用案例90
4.6.1功率分流混合動力系統結構90
4.6.2動力系統關鍵零件建模90
4.6.3引擎模型92
4.6.4電機模型94
4.6.5動力電池模型97
4.6.6液壓系統模型98
4.7本章小結100
參考文獻100
第5章汽車控制系統的經典分析方法102
5.1控制系統的數位模擬分析方法102
5.1.1靜態性能分析102
5.1.2動態性能分析103
5.1.3頻域分析方法106
5.1.4根軌跡分析法110
5.1.5圖形化系統分析工具115
5.2控制系統穩定性分析與判定116
5.2.1李雅普諾夫穩定性判定方法116
5.2.2奈奎斯特穩定性判定方法117
5.2.3利用伯德圖進行奈奎斯特判定118
5.2.4利用尼可斯圖進行判定118
5.2.5穩定裕量分析119
5.3複雜控制問題的模擬分析方法123
5.3.1理想高階系統的響應與近似123
5.3.2開環小參數對閉環的影響126
5.4氫能汽車動力系統零下過程的模擬實例127
5.4.1電電混合動力系統結構127
5.4.2冷起動過程數學模型128
5.4.3系統模擬與分析過程133
5.5本章小結137
參考文獻137
第6章汽車控制器的經典設計方法139
6.1控制器性能評估139
6.1.1控制系統的性能設計指標140
6.1.2控制器硬體效能評估142
6.1.3控制器軟體演算法效能評估143
6.2經典控制器設計一：基於頻率特性的設計方法144
6.2.1開環頻率特性的分段設計145
6.2.2串聯校正151
6.2.3回授校正160
6.3經典控制器設計二：基於根軌跡的設計方法165
6.3.1串聯超前校正166
6.3.2串聯滯後校正174
6.4經典控制器設計三：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控制系統設計理論的發展簡介188
6.6.1狀態空間方法與現代控制理論188
6.6.2大系統與智慧控制方法192
6.6.3超現代控制理論簡介194
6.7本章小結196
參考文獻197
第7章智慧網路汽車電子控制系統設計應用198
7.1智慧網聯汽車中的幾類控制問題198
7.1.1自動駕駛汽車的路徑追蹤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最佳化與控制204
7.1.4驅動馬達的控制問題205
7.2高階駕駛輔助系統控制器設計應用案例207
7.2.1定速巡航控制系統207
7.2.2自適應巡航控制系統211
7.2.3電力驅動汽車的自適應巡航控制216
7.3轉向系統控制器設計218
7.3.1轉向系統模型219