電動汽車的驅動與控制（簡體書）

《電動汽車的驅動與控制》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、傳感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并研究了其控制性能。書中融入了編著者近期的研究成果，對于電動汽車設計具有重要的指導意義。《電動汽車的驅動與控制》理論聯系實際，研究成果比較豐富，深入淺出、圖文並茂，可作為高等院校相關專業的研究生教材及本科生參考用書，也可供電動汽車及其相關領域的工程技術人員和科研人員參考。

第1章電動汽車的發展1
1.1環境、能源與汽車1
1.1.1汽車引起的環境問題1
1.1.2世界能源危機3
1.1.3節能環保的電動汽車4
1.2電動汽車及其分類5
1.2.1純電動汽車5
1.2.2燃料電池電動汽車5
1.2.3混合動力電動汽車5
1.3電動汽車的發展簡史6
1.3.1早期電動汽車的發展6
1.3.2燃料電池電動汽車的問世8
1.3.3混合動力電動汽車的興起8
1.4電動汽車的發展現狀8
參考文獻14

第2章電動汽車的基本原理15
2.1電動汽車的基本結構15
2.1.1電動汽車的系統組成15
2.1.2電動汽車的結構形式17
2.2電動汽車的基本原理18
2.2.1車輛動力學18
2.2.2車輛的性能25
2.2.3電動汽車的性能34
2.3電動汽車的典型工況與性能指標39
參考文獻41

第3章驅動系統的閉環控制與性能分析42
3.1閉環驅動系統的概念42
3.1.1運動與系統42
3.1.2驅動系統的閉環控制42
3.2驅動系統的數學模型與動態過程44
3.2.1典型Ⅰ型驅動系統的數學模型44
3.2.2典型Ⅰ型驅動系統的動態過程45
3.3驅動系統的性能分析47
3.3.1驅動系統的性能47
3.3.2驅動系統的動態性能指標48
3.3.3驅動系統的穩態性能指標50
3.3.4驅動系統的頻域性能指標51
3.3.5典型二階驅動系統的性能與參數的關係53
3.3.6閉環頻域性能指標與時域性能指標的關係57
參考文獻59

第4章驅動系統的穩定性和魯棒性60
4.1控制系統的穩定性及其判據60
4.1.1穩定性的基本概念60
4.1.2線性系統穩定的充要條件61
4.1.3勞斯穩定判據62
4.2李雅普諾夫穩定性理論63
4.2.1李雅普諾夫穩定性定義63
4.2.2穩定性的直接判據65
4.2.3李雅普諾夫穩定性定理66
4.2.4線性離散系統的李雅普諾夫穩定性分析69
4.3系統的魯棒性分析70
4.3.1H2性能71
4.3.2H∞性能71
參考文獻74

第5章驅動電動機的工作原理與性能75
5.1驅動系統對電動機的要求75
5.2直流電動機77
5.2.1直流電動機的結構77
5.2.2直流電動機的工作原理79
5.2.3直流電動機的運行特性80
5.3交流電動機84
5.3.1交流電動機的結構84
5.3.2交流電動機的工作原理87
5.3.3交流電動機的運行特性87
5.4永磁無刷電動機93
5.4.1永磁無刷電動機的結構93
5.4.2永磁無刷直流電動機的工作原理95
5.4.3永磁無刷直流電動機的運行特性97
5.4.4永磁無刷電動機的數學模型98
5.4.5永磁無刷直流電動機的調速原理100
5.4.6無刷直流電動機的調速方法和機械特性101
5.5開關磁阻電動機102
5.5.1開關磁阻電動機的結構103
5.5.2開關磁阻電動機的工作原理105
5.5.3開關磁阻電動機的運行特性107
5.6驅動系統電動機的選擇108
參考文獻110

第6章電動汽車動力電源112
6.1動力電池模型的分類112
6.2電動汽車電池的基本參數113
6.3電動汽車常用的電池114
6.4電動汽車動力電池的應用與維護125
參考文獻129

第7章電動汽車功率變換技術131
7.1功率變換器概述131
7.1.1一般功率變換器技術132
7.1.2一般功率變換器分類132
7.1.3功率變換器的主要拓撲結構133
7.2電動車用功率變換器136
7.2.1高功率密度功率變換器136
7.2.2DSPM功率變換器137
7.2.3大功率移相調寬功率變換器138
7.3電動汽車功率變換器的抗干擾（電磁兼容）設計139
7.3.1電動車用功率變換器抗干擾問題的提出139
7.3.2功率變換器電磁干擾產生的原因140
7.3.3功率變換器電磁干擾的輻射與傳導142
7.3.4功率變換器的抗干擾設計143
7.4具有制動能量回饋能力的功率變換器技術145
7.4.1制動能量回收的技術要求145
7.4.2具有制動能量回饋能力的功率變換器設計147
7.4.3超級電容技術在電動汽車能量回收系統中的應用149
參考文獻150

第8章汽車傳感器152
8.1汽車傳感器基本知識152
8.1.1汽車傳感器的歷史152
8.1.2汽車傳感器的發展趨勢153
8.1.3電動汽車傳感器153
8.1.4電動汽車傳感器的組成與分類154
8.1.5電動汽車傳感器的性能與要求154
8.2速度傳感器155
8.2.1轉速傳感器156
8.2.2車速傳感器159
8.2.3輪速傳感器162
8.3轉向傳感器163
8.4電壓、電流傳感器171
8.4.1霍爾元件式電壓、電流傳感器171
8.4.2分流電阻式電流傳感器174
8.5電池溫度傳感器174
8.6扭矩傳感器177
參考文獻179

第9章電動汽車驅動系統的建模與仿真180
9.1電動汽車驅動系統的組成180
9.1.1電動汽車驅動系統結構180
9.1.2電動機180
9.1.3逆變器181
9.2整車模型的建立181
9.2.1循環工況模型181
9.2.2駕駛員模型181
9.2.3車輛動力學模型182
9.2.4傳動系統模型182
9.2.5動力系統模型182
9.3電動汽車驅動系統的仿真技術196
9.3.1電動汽車仿真的意義196
9.3.2電動汽車仿真結構及特點197
9.3.3電動汽車仿真軟件199
參考文獻204

第10章驅動系統控制器設計與應用205
10.1燃料電池汽車直流驅動系統建模及其PID控制205
10.1.1燃料電池汽車205
10.1.2直流驅動系統數學模型206
10.1.3PID控制器207
10.2燃料電池汽車直流驅動系統自適應控制器設計210
10.2.1模型參考自適應控制的基本理論211
10.2.2直流驅動系統自適應控制器設計212
10.3基於滑模的直流驅動系統廣義預測控制器設計216
10.3.1驅動系統的CARMA模型216
10.3.2具有終端滑模等式約束的廣義預測控制217
10.3.3閉環系統穩定性221
10.3.4控制性能研究222
10.4直流驅動系統滾動時域H∞控制器設計222
10.4.1驅動系統的狀態空間模型223
10.4.2約束系統的滾動時域H∞跟蹤控制226
10.4.3仿真研究230
10.5電動轎車交流驅動系統的自適應控制器設計230
10.5.1電動轎車交流驅動系統數學模型230
10.5.2連續系統的模型參考自適應控制策略231
10.6電動汽車驅動系統的連續預測控制器設計237
10.6.1連續非線性系統的滑模變結構控制237
10.6.2電動汽車異步電動機驅動系統數學模型239
10.6.3基於滑模的連續預測控制方法239
10.6.4系統性能研究239
10.7電動汽車驅動系統的模糊控制器設計240
10.7.1模糊控制器的設計步驟240
10.7.2電動汽車驅動系統的模糊控制器243
10.8電動汽車制動力分配及能量回饋控制策略245
10.8.1ADVISOR制動力分配方案246
10.8.2基於模糊邏輯的制動力分配及能量回收控制策略247
10.8.3改進型的制動力分配及能量回收控制策略250
10.8.4控制性能分析251
參考文獻252