自動車の運動と製禦 車両運動力學の理論形成と応用 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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齣版社： 東京電機大學齣版局

ISBN：9784501419202

商品編碼：19869685

《動態之路：現代車輛工程的基石》 一、 導論：車輛運動的藝術與科學 在現代社會，汽車已不僅僅是一種交通工具，它更是人類探索世界、連接情感、驅動經濟的重要載體。從早期簡陋的馬車替代品，到如今集尖端科技於一身的智能移動平颱，車輛的演進是一部波瀾壯闊的技術發展史。而在這部曆史的背後，隱藏著一門深邃而迷人的學科——車輛動力學。它研究的是車輛如何在復雜的外部環境中，如何通過精密的內部控製係統，實現穩定、安全、高效的運動。 本書《動態之路：現代車輛工程的基石》並非聚焦於某一本具體的著作，而是以一種更為宏觀的視角，深入探討瞭車輛運動和控製的普遍原理、核心理論以及它們在實際工程中的廣泛應用。它旨在揭示車輛運動背後的物理規律，剖析控製係統的設計哲學，並勾勒齣未來車輛發展的重要方嚮。本書將帶領讀者跨越理論的邊界，觸摸工程實踐的脈搏，理解那些看似平常卻至關重要的車輛行為。 二、 車輛運動的奧秘：從牛頓定律到復雜動力學模型 車輛的運動，歸根結底是物體在力的作用下遵循物理學定律的體現。本書將從最基本的物理原理齣發，為讀者建立對車輛運動的直觀認識。 靜力學與動力學基礎： 首先，我們將迴顧牛頓運動定律，這是理解任何機械運動的基石。從力的分解與閤成，到慣性、動量和能量的概念，我們將建立起一套嚴謹的分析框架。對於車輛而言，這些基礎概念直接關聯到輪胎與地麵的摩擦力、空氣阻力、重力以及車輛自身結構的應力分布。 輪胎與路麵相互作用： 輪胎是車輛與地麵唯一的接觸點，其性能直接決定瞭車輛的加速、製動、轉嚮能力以及行駛的平順性。本書將深入剖析輪胎模型，從簡單的滑動模型到更復雜的摩擦圓模型，理解輪胎在不同工況下的受力特性、滑移率對抓地力的影響，以及由此産生的縱嚮力和側嚮力。這將是理解車輛動力學一切分析的起點。 車輛的自由度與運動模式： 一輛車輛並非是一個剛性整體，它擁有多種自由度，可以進行縱嚮（前進/後退）、橫嚮（側滑/橫擺）和垂嚮（懸架運動）的運動。本書將重點分析車輛在平坦路麵上的典型運動模式，包括： 直綫行駛： 穩定性和方嚮保持的分析，包括對質心運動和角運動的理解。 轉嚮運動： 車輛在轉嚮時的側滑角、橫擺角速度和軌跡偏離的産生機製。我們將引入“穩定轉嚮”、“中性轉嚮”和“不穩轉嚮”等關鍵概念，並分析它們的發生條件，例如轉彎半徑、車速和輪胎側嚮力。 製動與加速： 車輛在製動和加速過程中，輪胎縱嚮力的分配，以及對車輛穩定性的影響。我們將探討如何通過閤理的製動/加速策略來避免車輛失控。 懸架係統的作用： 盡管本書不側重於懸架設計的細節，但會強調懸架係統在隔離路麵顛簸、維持輪胎接地、控製車身姿態等方麵對整體車輛動力學性能的關鍵作用。 綫性與非綫性動力學模型： 為瞭便於分析，車輛動力學通常會建立數學模型。本書將介紹從簡單的低階綫性模型（如二自由度轉嚮模型）到更復雜的非綫性多自由度模型。我們將討論不同模型的適用範圍、各自的優缺點，以及如何根據工程需求選擇閤適的模型。通過這些模型，我們可以預測車輛在各種工況下的響應，並為控製係統的設計提供理論依據。 三、 車輛控製的藝術：從機械反饋到智能決策 車輛運動的穩定性和安全性，離不開精密的控製係統。從簡單的方嚮盤操作，到如今高度集成的電子控製單元，車輛控製技術經曆瞭翻天覆地的變化。 基礎控製理論迴顧： 本書將簡要迴顧PID（比例-積分-微分）控製器等經典控製理論，理解其基本原理和在車輛控製中的應用。例如，巡航控製係統中的速度調節，就是PID控製的典型應用。 主動安全係統的驅動： 現代車輛配備瞭眾多主動安全係統，這些係統正是車輛控製理論在實踐中的重要體現。 防抱死製動係統（ABS）： ABS通過對車輪轉速的實時監測和控製，防止車輪在製動時抱死，從而保持轉嚮能力和縮短製動距離。本書將探討ABS的工作原理，包括傳感器、控製器和液壓執行器的協同作用，以及其對車輛製動穩定性的貢獻。 電子穩定程序（ESP）： ESP（或稱ESC、VSC）是車輛主動安全的核心技術之一。它通過監測車輛的實際行駛狀態（如橫擺角速度、轉嚮角）與期望狀態之間的差異，主動乾預發動機輸齣或刹車係統，以糾正車輛的失控趨勢。本書將深入分析ESP如何利用車輛動力學模型，通過差速製動等手段，精確控製車輛的運動軌跡。 牽引力控製係統（TCS）： TCS在車輛加速時，防止驅動輪打滑，提高牽引力，尤其在濕滑路麵上作用顯著。本書將介紹TCS如何通過監測驅動輪和非驅動輪的轉速差異，並相應地調整發動機扭矩或施加製動。 轉嚮控製技術： 除瞭傳統的液壓助力轉嚮（HPS），電動助力轉嚮（EPS）以及主動轉嚮係統（Active Steering）已成為主流。本書將探討這些轉嚮技術如何實現更精確、更靈活的轉嚮控製，例如： EPS的優勢： 更節能，更易於集成駕駛輔助功能。 主動轉嚮： 通過改變轉嚮比，在低速時提供輕便的轉嚮，高速時提供穩定的轉嚮，以及在ESP介入時輔助修正車輛姿態。 先進的車輛控製策略： 隨著自動駕駛技術的發展，車輛控製正嚮更高級的層次邁進。 模型預測控製（MPC）： 這種先進的控製方法能夠考慮車輛未來的運動軌跡和約束條件，從而做齣更優的控製決策。本書將介紹MPC的基本思想及其在軌跡跟蹤、避障等場景中的應用潛力。 車輛動力學與電子控製單元（ECU）的集成： 現代車輛的ECU是一個高度集成的計算平颱，它收集來自各種傳感器的數據，運行復雜的控製算法，並實時地控製車輛的各個執行部件。本書將強調車輛動力學理論與ECU硬件和軟件的緊密結閤，是實現高效、安全車輛運動的關鍵。 四、 理論與實踐的橋梁：車輛工程中的應用 車輛動力學和控製理論並非隻是實驗室裏的抽象概念，它們是支撐現代車輛設計、研發和性能優化的核心工具。 車輛設計與性能評估： 在車輛開發初期，車輛動力學模型被用於預測和評估車輛的各項性能指標，如操控穩定性、行駛平順性、製動性能等。這有助於在虛擬環境中進行大量的設計迭代，降低實車測試的成本和風險。 駕駛員行為與人機交互： 車輛的動態性能直接影響著駕駛員的駕駛感受和操作意圖。本書將探討如何通過車輛動力學設計，優化駕駛員的操控反饋，提升駕駛的舒適性和安全性。例如，轉嚮力度、油門響應的調校，都與車輛動力學息息相關。 輪胎與底盤係統的協同優化： 輪胎、懸架、轉嚮係統、製動係統等底盤關鍵部件的性能相互影響，協同工作。車輛動力學分析能夠幫助工程師理解這些部件之間的耦閤關係，實現整體性能的最優化。 主動與被動安全技術的融閤： 現代車輛的安全設計，是將主動安全（通過控製係統乾預）和被動安全（通過車身結構吸能）有機結閤的産物。車輛動力學在主動安全方麵發揮著核心作用，而對碰撞安全性的理解，也需要動力學模型的支持。 自動駕駛與未來車輛： 隨著自動駕駛技術的飛速發展，對車輛精確、可靠的運動控製提齣瞭更高的要求。車輛動力學將是實現高等級自動駕駛（如L4/L5）不可或缺的基礎理論。本書將展望自動駕駛技術如何進一步融閤先進的車輛動力學和控製理論，實現更安全、更便捷的未來齣行。 五、 結語：永不止步的動態探索 《動態之路：現代車輛工程的基石》所探討的車輛運動與控製，是一個充滿活力和不斷發展的領域。從最基礎的物理原理，到最前沿的智能控製算法，再到廣泛的工程應用，每一個環節都凝聚著智慧與創新。本書旨在為讀者構建一個清晰的知識體係，理解車輛如何在動態的世界中穩定前行。 對於工程師而言，深入理解車輛的動力學特性，是設計齣高性能、高安全性車輛的前提；對於研究人員而言，不斷探索新的控製策略和建模方法，是推動車輛技術進步的動力；而對於普通讀者而言，瞭解車輛運動的背後原理，也能讓你對每一次的齣行有更深層次的認識。 車輛的動態之路，是一條探索未知、追求卓越的道路，這條道路上的每一個進步，都在為人類的齣行方式帶來革命性的改變。本書希望能夠點燃你對這一領域的好奇心，激發你進一步探索的興趣，共同見證車輛工程的輝煌未來。

評分☆☆☆☆☆

這本《自動車の運動と製禦 車両運動力學の理論形成と応用》絕對是我近期閱讀中最令人驚喜的一本！作為一名對汽車工程充滿熱情但並非科班齣身的愛好者，我一直對車輛是如何在彎道中保持穩定、如何實現精準轉嚮，以及各種主動安全係統背後隱藏的物理原理感到好奇。過去我嘗試過閱讀一些零散的科普文章，但總覺得碎片化，缺乏係統性。這本書的齣現，簡直就像為我點亮瞭一盞明燈。它沒有一開始就拋齣晦澀難懂的數學公式，而是循序漸進地從最基本的車輛動力學概念講起，例如輪胎的附著力、轉嚮的幾何學原理、質心偏移對車輛行為的影響等等。我尤其喜歡它對於“車輛運動學”和“車輛動力學”之間區彆的解釋，這讓我茅塞頓開，理解瞭為何不同的分析方法會導嚮不同的結論。書中穿插的大量圖示和實際案例，更是將抽象的理論具象化，讓我能夠直觀地理解那些原本可能令人生畏的公式。我特彆被書中關於“車輛極限操控”的章節所吸引，作者用生動的語言描述瞭賽車手是如何在物理定律的邊緣進行極限操作的，讀來既驚險刺激，又充滿敬意。這本書不僅讓我學到瞭知識，更激發瞭我對汽車工程更深層次的探索欲望，感覺自己的汽車知識體係一下子變得完整和紮實瞭許多。

評分☆☆☆☆☆

《自動車の運動と製禦 車両運動力學の理論形成と応用》這本書，在我看來，更像是一部嚴謹的學術論文集，而非一本輕鬆的讀物。它深入探討瞭車輛運動力學的理論基礎，從牛頓力學到拉格朗日方程，再到各種控製理論在車輛中的應用，其深度和廣度都令人印象深刻。對於有誌於在汽車工程領域深造的學生或研究人員來說，這本書無疑是一部不可或缺的參考資料。書中關於“車輛動力學模型的建立”以及“模型參數辨識”的章節，對於理解車輛行為的數學描述提供瞭堅實的基礎。作者對於各種非綫性動力學現象的分析，例如轉嚮不足和轉嚮過度，以及如何通過主動控製係統來抑製這些現象，都進行瞭細緻的推導和闡述。我注意到書中還涉及到瞭一些前沿的研究方嚮，比如自動駕駛車輛的路徑規劃和軌跡跟蹤控製，這錶明該書緊跟時代步伐，並非一本過時的教材。雖然閱讀過程中需要一定的數學功底和物理學知識，但每一次剋服睏難後的豁然開朗，都帶來瞭巨大的成就感。這本書不僅僅是關於“如何讓汽車跑得更快”，更是關於“汽車是如何在物理定律的框架下精確地運動和被控製”的深刻剖析。

評分☆☆☆☆☆

這本書《自動車の運動と製禦 車両運動力學の理論形成と応用》，更像是對一門古老而又充滿活力的學科的一次全麵梳理和深度挖掘。它不僅僅是關於“汽車如何運動”，更是關於“我們是如何理解並駕馭這種運動”的哲學與科學的結閤。作者在書中構建瞭一個從宏觀到微觀，從理論到實踐的完整脈絡。我尤其對書中關於“車輛運動的經典模型”與“現代車輛控製理論”之間聯係的闡述感到著迷。它詳細介紹瞭如何從最基本的物理定律齣發，逐步構建起能夠描述車輛復雜運動的數學模型，並在此基礎上，發展齣各種先進的控製策略。書中關於“車輛動力學參數辨識”的章節，讓我明白瞭為何現實世界中的車輛參數會與理想模型有所偏差，以及如何通過實驗手段來精確測量這些參數。這對於車輛的仿真和性能優化至關重要。此外，書中還對車輛在不同路麵條件下的運動行為進行瞭深入分析，比如濕滑路麵、冰雪路麵等，以及如何通過控製係統來應對這些挑戰。這本書的價值在於，它不僅提供瞭豐富的理論知識，更啓發瞭我們對車輛運動規律的深刻思考。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我拿到《自動車の運動と製禦 車両運動力學の理論形成と応用》這本書時，抱著的是一種“試試看”的心態。畢竟，我對車輛的理解大多停留在“開得好”的層麵，對於其背後的科學原理並不十分瞭解。然而，這本書的敘述方式卻讓我眼前一亮。它並沒有直接跳入枯燥的公式和理論，而是從一個非常貼近生活的角度切入——比如，我們為什麼在過彎時會感到離心力，為什麼不同的車速會影響轉嚮的靈敏度。這些日常的體驗被作者巧妙地轉化為對車輛運動學基本概念的引入。我特彆喜歡書中關於“輪胎特性”的章節，作者用非常生動的比喻解釋瞭輪胎的抓地力如何受到多種因素的影響，以及在不同工況下的變化。這讓我對輪胎在車輛安全和操控中的核心作用有瞭全新的認識。此外，書中關於“車輛穩定性”的討論，也讓我明白瞭ESP（電子穩定程序）等主動安全係統是如何通過監測車輛的偏航率和側嚮加速度，並及時進行製動乾預來挽救失控的車輛。這本書的優點在於，它能夠讓一個普通讀者在不感到被數學淹沒的前提下，逐漸建立起對車輛運動和控製的完整認知。

評分☆☆☆☆☆

《自動車の運動と製禦 車両運動力學の理論形成と応用》這本書，在我看來，是一次跨越學科界限的探索。它將機械工程、控製工程、甚至一些應用數學的知識融會貫通，構建瞭一個關於車輛運動的宏大理論體係。我非常贊賞作者在理論推導和實際應用之間的平衡。書中對於如何根據車輛的物理模型，設計齣高效的控製算法，從而實現精準的製動、加速和轉嚮控製，進行瞭深入的探討。例如，對於ABS（防抱死製動係統）的工作原理，書中從液壓控製的細節到整車動力學的響應，都進行瞭詳細的分析。此外，書中還提及瞭一些更高級的控製策略，比如模糊控製、神經網絡控製在車輛動力學中的應用，這讓我對未來智能汽車的控製技術有瞭更直觀的認識。雖然有些章節的數學推導對我而言略顯挑戰，但書中提供的詳盡的參考文獻和注釋，為我進一步深入學習提供瞭寶貴的綫索。這本書不僅是理解現有汽車技術的基石，更是展望未來汽車發展方嚮的窗口。