車輛動力學控制與人體脊椎振動分析（簡體書）

《機械工程前沿著作系列：車輛動力學控制與人體脊椎振動分析》共分兩篇，主要對車輛動力學控制以及振動環境對人體脊椎的影響等問題進行了細緻的研究，相關成果對提高車輛平順性、舒適性、安全性，降低人體振動損傷具有重要的意義。
與同類出版物相比，《機械工程前沿著作系列：車輛動力學控制與人體脊椎振動分析》在車輛動力學控制方面採用了新的建模分析和控制方法；關於振動環境對人體脊椎影響的研究，則是比較新穎的內容。這兩方面研究成果的有機結合可為降低人體脊椎振動損傷、保護人體安全提供新的解決方案。
《機械工程前沿著作系列：車輛動力學控制與人體脊椎振動分析》作者為東北大學郭立新教授，博士生導師，主要研究領域為車輛工程、生物力學。

《車輛動力學控制與人體脊椎振動分析》可作為車輛工程與機械工程領域中動力學與控制、人體安全法規制定以及脊椎疾病的臨床治療和預防等方面的設計和分析研究等人員的參考用書，也可作為車輛工程、應用力學、生物力學等專業的研究生和高年級本科生的教學參考用書。

第一篇車輛動力學與控制
第1章車輛動力學與控制研究概述
1.1車輛穩定性控制系統
1.2汽車行駛的平順性
1.3電動汽車的動力性和經濟性
1.4小結
第2章車輛轉向系統及其控制
2.1輪胎轉向特性
2.1.1輪胎坐標軸及其受力
2.1.2輪胎的側偏力
2.1.3輪胎的動態特性
2.2轉向盤階躍輸入下的時域響應
2.3穩態轉向特性
2.4四輪轉向系統
2.4.1四輪轉向動力學模型
2.4.2四輪轉向系統的控制方法
2.4.3計算機仿真實例
2.5小結
第3章汽車行駛的平順性與安全性
3.1引言
3.2路面不平度的描述
3.2.1路面譜及其分類
3.2.2空間頻率與時間頻率功率譜密度的關係
3.2.3路面不平輸入的功率譜密度
3.3車輛行駛平順性分析
3.3.1系統響應量的功率譜密度
3.3.2基於虛擬激勵法的單輪車輛的振動分析
3.3.3基於虛擬激勵法的半車模型的振動分析
3.4小結
第4章車輛被動懸架的設計與分析
4.1車輛懸架及其模型
4.1.1車輛懸架的力學模型
4.1.2車輛懸架的功能
4.1.3非獨立懸架和獨立懸架
4.2單輪車椅懸架系統的動力學模型
4.3車輛懸架模型的頻率響應函數
4.4車輛懸架模型的頻率響應分析
4.4.1懸架剛度對懸架的影響
4.4.2懸架阻尼對懸架的影響
4.4.3輪胎剮度對懸架的影響
4.5小結
第5章車輛主動懸架設計與分析
5.1引言
5.2四分之一車輛主動懸架的控制方程
5.3四分之一車輛主動懸架控制器設計
5.3.1傳遞函數
5.3.2有約束控制方程的LMI優化
5.3.3基於LMI憂化的主動懸架的魯棒性設計
5.3.4基於LMI優化的主動懸架控制器參數
5.4四分之一模型的主動懸架性能分析
5.4.1頻域分析
5.4.2時域分析
5.4.3魯棒性分析
5.5半車主動懸架控制方程
5.6半車主動懸架控制器設計
5.6.1基於LMI優化的主動懸架控制器參數
……
第二篇人體脊椎振動特性分析

在不足轉向情況下，質心處的側向加速度所產生的前輪側滑程度將大于后輪，為保證轉向半徑不變，需增加前輪轉角。
當曲線的一階導數為零時，汽車穩態橫擺角速度增益達到最大，此時可以計算出Vch=1/K，且r/δ=vch/2l。
此增益的最大值為軸距l相等的中性轉向汽車橫擺角速度增益的一半，vch稱為特征車速，它隨著K值的增大而降低。
3）過多轉向
當K<0時，式（2—12）中的分母小于1，橫擺角速度增益大于中性轉向，增益曲線的二階導數大于零，這種轉向特性稱為過多轉向。在過多轉向的情況下，質心處的側向加速度使后輪側偏角增大，當大于前輪的側偏角時，車輛尾部向外滑動，減小了轉彎半徑。>
當vcr=《—1/K） 時，穩態橫擺角速度增益趨于無窮大，此時的車速稱為臨界車速vcr。臨界車速愈低，過多轉向量愈大。當具有過多轉向特性的汽車車速到達此臨界值時，極易發生失穩而側滑或翻車。
概括地說，上述三種汽車轉向特性有如下特點。
（1）中性轉向，此時穩定性因素K=0，橫擺角速度增益與車速呈線性關系。
（2）不足轉向，此時K>0，增益曲線的二階導數為負，曲線頂點所對應的車速稱為特征車速vch，它隨K值的增大而降低。
（3）過多轉向，此時K<0，增益曲線的二階導數為正，橫擺角速度增益趨近無窮大時的車速vcr稱為臨界車速，當車速達到此臨界值時極易發生事故。>
2.4 四輪轉向系統
傳統的車輛轉向系統只有前輪參與轉向。然而在車輛的驅動過程中，最理想的狀況是所有的車輪都參與轉向工作。隨著車輛電子控制系統的發展以及轉向系統的成熟，20世紀80年代后期，一些四輪轉向系統開始投放于高端的汽車市場。四輪轉向系統具有明顯的優點，即改善轉向特性，在低速時通過前后輪反向運動提高車輛的機動性能，減小轉彎半徑；高速時后輪的轉動方向同前輪保持一致，可以顯著地降低車輛橫擺強度。