內容簡介
比較全面地介紹了電動汽車驅動系統控制技術的現狀，闡述了電動汽車驅動系統的基本結構、工作原理、驅動電動機技術、功率變換技術、感測器技術及相關的建模與仿真技術。針對純電動汽車的驅動系統進行建模，對電動汽車驅動系統的速度閉環控制的穩定性問題和控制策略進行了深入研究。根據兩款電動轎車驅動系統的主要參數，建立了簡化的被控對象數學模型，設計了PID控制器、自適應控制器、模糊控制器和預測控制器，利用數值仿真進行比較分析並研究了其控制性能。書中融入了編著者近期的研究成果，對於電動汽車設計具有重要的指導意義。
目錄
第1章電動汽車的發展
1.1環境、能源與汽車
1.1.1汽車引起的環境問題
1.1.2世界能源危機
1.1.3節能環保的電動汽車
1.2電動汽車及其分類
1.2.1純電動汽車
1.2.2燃料電池電動汽車
1.2.3混合動力電動汽車
1.3電動汽車的發展簡史
1.3.1早期電動汽車的發展
1.3.2燃料電池電動汽車的問世
1.3.3混合動力電動汽車的興起
1.4電動汽車的發展現狀
參考文獻
第2章電動汽車的基本原理
2.1電動汽車的基本結構
2.1.1電動汽車的系統組成
2.1.2電動汽車的結構形式
2.2電動汽車的基本原理
2.2.1車輛動力學
2.2.2車輛的性能
2.2.3電動汽車的性能
2.3電動汽車的典型工況與性能指標
參考文獻
第3章驅動系統的閉環控制與性能分析
3.1閉環驅動系統的概念
3.1.1運動與系統
3.1.2驅動系統的閉環控制
3.2驅動系統的數學模型與動態過程
3.2.1典型Ⅰ型驅動系統的數學模型
3.2.2典型Ⅰ型驅動系統的動態過程
3.3驅動系統的性能分析
3.3.1驅動系統的性能
3.3.2驅動系統的動態性能指標
3.3.3驅動系統的穩態性能指標
3.3.4驅動系統的頻域性能指標
3.3.5典型二階驅動系統的性能與參數的關係
3.3.6閉環頻域性能指標與時域性能指標的關係
參考文獻
第4章驅動系統的穩定性和魯棒性
4.1控制系統的穩定性及其判據
4.1.1穩定性的基本概念
4.1.2線性系統穩定的充要條件
4.1.3勞斯穩定判據
4.2李雅普諾夫穩定性理論
4.2.1李雅普諾夫穩定性定義
4.2.2穩定性的直接判據
4.2.3李雅普諾夫穩定性定理
4.2.4線性離散系統的李雅普諾夫穩定性分析
4.3系統的魯棒性分析
4.3.1H2性能
4.3.2H∞性能
參考文獻
第5章驅動電動機的工作原理與性能
5.1驅動系統對電動機的要求
5.2直流電動機
5.2.1直流電動機的結構
5.2.2直流電動機的工作原理
5.2.3直流電動機的運行特性
5.3交流電動機
5.3.1交流電動機的結構
5.3.2交流電動機的工作原理
5.3.3交流電動機的運行特性
5.4永磁無刷電動機
5.4.1永磁無刷電動機的結構
5.4.2永磁無刷直流電動機的工作原理
5.4.3永磁無刷直流電動機的運行特性
5.4.4永磁無刷電動機的數學模型
5.4.5永磁無刷直流電動機的調速原理
5.4.6無刷直流電動機的調速方法和機械特性
5.5開關磁阻電動機
5.5.1開關磁阻電動機的結構
5.5.2開關磁阻電動機的工作原理
5.5.3開關磁阻電動機的運行特性
5.6驅動系統電動機的選擇
參考文獻
第6章電動汽車動力電源
6.1動力電池模型的分類
6.2電動汽車電池的基本參數
6.3電動汽車常用的電池
6.4電動汽車動力電池的套用與維護
參考文獻
第7章電動汽車功率變換技術
7.1功率變換器概述
7.1.1一般功率變換器技術
7.1.2一般功率變換器分類
7.1.3功率變換器的主要拓撲結構
7.2電動車用功率變換器
7.2.1高功率密度功率變換器
7.2.2DSPM功率變換器
7.2.3大功率移相調寬功率變換器
7.3電動汽車功率變換器的抗干擾(電磁兼容)設計
7.3.1電動車用功率變換器抗干擾問題的提出
7.3.2功率變換器電磁干擾產生的原因
7.3.3功率變換器電磁干擾的輻射與傳導
7.3.4功率變換器的抗干擾設計
7.4具有制動能量回饋能力的功率變換器技術
7.4.1制動能量回收的技術要求
7.4.2具有制動能量回饋能力的功率變換器設計
7.4.3超級電容技術在電動汽車能量回收系統中的套用
參考文獻
第8章汽車感測器
8.1汽車感測器基本知識
8.1.1汽車感測器的歷史
8.1.2汽車感測器的發展趨勢
8.1.3電動汽車感測器
8.1.4電動汽車感測器的組成與分類
8.1.5電動汽車感測器的性能與要求
8.2速度感測器
8.2.1轉速感測器
8.2.2車速感測器
8.2.3輪速感測器
8.3轉向感測器
8.4電壓、電流感測器
8.4.1霍爾元件式電壓、電流感測器
8.4.2分流電阻式電流感測器
8.5電池溫度感測器
8.6扭矩感測器
參考文獻
第9章電動汽車驅動系統的建模與仿真
9.1電動汽車驅動系統的組成
9.1.1電動汽車驅動系統結構
9.1.2電動機
9.1.3逆變器
9.2整車模型的建立
9.2.1循環工況模型
9.2.2駕駛員模型
9.2.3車輛動力學模型
9.2.4傳動系統模型
9.2.5動力系統模型
9.3電動汽車驅動系統的仿真技術
9.3.1電動汽車仿真的意義
9.3.2電動汽車仿真結構及特點
9.3.3電動汽車仿真軟體
參考文獻
第10章驅動系統控制器設計與套用
10.1燃料電池汽車直流驅動系統建模及其PID控制
10.1.1燃料電池汽車
10.1.2直流驅動系統數學模型
10.1.3PID控制器
10.2燃料電池汽車直流驅動系統自適應控制器設計
10.2.1模型參考自適應控制的基本理論
10.2.2直流驅動系統自適應控制器設計
10.3基於滑模的直流驅動系統廣義預測控制器設計
10.3.1驅動系統的CARMA模型
10.3.2具有終端滑模等式約束的廣義預測控制
10.3.3閉環系統穩定性
10.3.4控制性能研究
10.4直流驅動系統滾動時域H∞控制器設計
10.4.1驅動系統的狀態空間模型
10.4.2約束系統的滾動時域H∞跟蹤控制
10.4.3仿真研究
10.5電動轎車交流驅動系統的自適應控制器設計
10.5.1電動轎車交流驅動系統數學模型
10.5.2連續系統的模型參考自適應控制策略
10.6電動汽車驅動系統的連續預測控制器設計
10.6.1連續非線性系統的滑模變結構控制
10.6.2電動汽車異步電動機驅動系統數學模型
10.6.3基於滑模的連續預測控制方法
10.6.4系統性能研究
10.7電動汽車驅動系統的模糊控制器設計
10.7.1模糊控制器的設計步驟
10.7.2電動汽車驅動系統的模糊控制器
10.8電動汽車制動力分配及能量回饋控制策略
10.8.1ADVISOR制動力分配方案
10.8.2基於模糊邏輯的制動力分配及能量回收控制策略
10.8.3改進型的制動力分配及能量回收控制策略
10.8.4控制性能分析
參考文獻
前言
2009年12月7日至18日在丹麥首都哥本哈根Bella.中心舉行了聯合國氣候變化峰會。人們從會議的規模、級別，以及會議發出的激烈的爭吵聲中強烈地意識到，解決全球氣候變暖的問題已刻不容緩。事實上，這只是21世紀人類所面臨的三大難題之一，環境污染與能源危機同樣是我們發展路上的絆腳石。目前能夠採取的破解之道就是要藉助法律、道德和技術的力量，實現綜合治理、協調發展。從技術層面上看，就是要引領世界走低碳經濟的道路。在汽車工業領域，開發與利用新能源汽車是可行的措施之一。
我國非常重視發展包括電動汽車在內的新能源汽車。目前已經在13個城市開展了電動汽車產業化示範運營工作，這項活動的開展大大推動了我國電動汽車產業的發展。同時，隨著電動汽車產業化的開展，有關電動汽車的理論研究也必須跟上步伐，兩者相輔相成才能產生自主智慧財產權，推動我國電動汽車技術的良性發展。因此，將控制理論、電力電子、新能源等技術和電動汽車技術相融合，促進電動汽車理論和技術的進步，也是必須進行的一項關鍵性工作。
現代電動汽車控制技術是提高電動汽車實用性的一個關鍵技術。編著者及其團隊在多年的研究過程中積累了一些學術成果和經驗體會。為了給有關同仁在電動汽車驅動系統控制技術的研究方面提供一些參考，並藉此拋磚引玉，推動控制理論和技術的套用和發展，編著者在已有的研究成果的基礎上，對電動汽車驅動系統及其控制技術進一步充實和擴展，整理出版了這本書。
本書的特點是研究成果比較豐富，理論聯繫實際，在注重理論闡述的前提下，力圖做到深入淺出、圖文並茂，增強了本書的實用性，比較全面地反映了電動汽車驅動系統控制技術的現狀。全書內容分為10章，主要闡述電動汽車驅動系統中的主要環節，如電動機、功率變換器和系統控制器的設計方法。除第3章和第4章外，其他主要或全部內容均為編著者及其研究團隊在將現代控制理論與技術融合到電動汽車控制技術研究中取得的成果。書中所有的控制器方案都是針對實際驅動系統中出現的真實情況提出來的，因而具有很強的針對性；另外，所有控制器方案都以實際的被控對象為背景進行了仿真檢驗或實驗驗證，其可行性是有保證的。
本書的研究成果和套用實例可以幫助讀者加深對現代控制理論與技術的理解和掌握，進而將其套用於電動汽車驅動系統設計。因此，本書可供電動汽車及其相關領域的工程技術人員和科研人員設計時使用或參考，也可作為高等學校相關專業碩士研究生的教材。
精彩書摘
人類自誕生以來就不斷探索生存與發展的途徑與方法，汽車就是伴隨著人類的發展而產生的重要交通工具。早期人類的交通工具使用普通的自然力，如藉助水流的竹筏和船，或是憑藉牛、馬、駱駝等拖動的橇。18世紀後期，英國的產業革命使蒸汽機進入了人們的生活，套用到汽車領域，就變成了後來的蒸汽機汽車，此後有限的地球礦產資源——煤就開始被汽車產業所利用。約100年後的19世紀末，以天然氣、酒精、石油等為燃料的內燃機誕生了，和蒸汽機比較內燃機的質量輕、效率高、使用方便、不產生大量的化學煙霧，於是內燃機汽車也隨之產生。此後，和煤的採掘方法大體相同的礦物燃料——石油成為繼煤之後汽車的主要能源。幾乎在內燃機出現的同時，利用電能驅動的電動機出現了，它的能源主要從蓄電池、水力和火力發電裝置得到，電動機套用於汽車便出現了早期的電動汽車。
在汽車的發展過程中，用蒸汽機驅動的蒸汽機汽車、由蓄電池和電動機組合驅動的電動汽車以及利用石油做燃料的內燃機車曾經同時被使用，之後蒸汽機汽車首先退出，電動汽車經歷了3個發展時期延續套用到今天，而內燃機汽車成為主流。
1945年之後，汽車在各種交通工具中的比重顯著增大，汽車工業成為了國民經濟的支柱產業。它是衡量一個國家工業和科學技術發展水平的重要標誌。但是，汽車的發展離不開地球上有限的能源，隨著汽車工業的發展，能源消費將不斷增長，同時由於能源的使用帶來的環境污染問題日益嚴重，這都會給人類社會的生存和發展帶來嚴峻的挑戰。
1.1.1 汽車引起的環境問題 環境問題是指由於人類活動作用於周圍環境所引起的環境質量變化，以及這種變化對人類的生產、生活和健康造成的影響口。隨著人類社會的發展進步，人類活動在日常生產生活中會不斷地影響和改造著自然環境，但是與此同時自然環境仍以其固有的自然規律變化著，人類與環境不斷地相互影響和作用，就產生了環境問題。目前已經被人類所認識到的環境問題主要有多種：全球變暖、臭氧層破壞、空氣污染、酸雨、淡水資源危機、能源短缺、森林資源銳減、土地荒漠化、物種加速滅絕、垃圾成災、有毒化學品污染、噪聲污染等。其中由於汽車的使用而導致的環境問題有很多。傳統汽車由於使用汽油和柴油，燃料燃燒的不完全會導致尾氣中包含大量有害物質。汽車尾氣成分非常複雜，有100種以上，這些有害物質直接危害著人體健康，對人類生活的環境產生深遠的影響。上述的全球變暖、空氣污染、酸雨、淡水資源危機、能源短缺、噪聲污染等問題都與其有直接的關係，這些污染問題已逐漸影響到了人類的生存與發展。
汽車與交通運輸圖示大全（二）
| 了解汽車產品技術、汽車維修、汽車構造的專業知識、汽車運用技術、交通運輸系統規劃與管理、物流系統工程等方面專業知識，汽車運用與管理、物流系統規劃設計與管理、市場行銷等方面知識。 |
